Vom System zum Chip: Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen

Neue Stromsensoren und kundenspezifische ICs erlauben hochintegrierte Lösungen für Sensorsignalverarbeitung und Antriebstechnik

Neue Stromsensoren und kundenspezifische ICs erlauben hochintegrierte Lösungen für Sensorsignalverarbeitung und Antriebstechnik

Der Einsatz kundenspezifischer ICs ermöglicht immer höhere Funktionalität bei kleineren Baugrößen und minimaler Verlustleistung. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen entwickelt seit nunmehr 15 Jahren kundenspezifische ICs für die Industrieelektronik.

Mit der Entwicklung »Integrierte Schaltungen für die Antriebstechnik« zeigt das Fraunhofer-Institut IIS-A ein Beispiel in der Anwendung. In dem vorgestellten Exponat, ein Umrichter und Motor, befindet sich ein Signalverarbeitungsbaustein. Dieser ASIC, von den Erlanger Forschern entwickelt, erfasst und überwacht die Motorstromsignale. Minimaler Platzbedarf, niedrige Verlustleistung und geringe Zusatzkosten waren die wesentlichen Gründe für die zusätzliche Elektronik, zusammen mit Kurzschlussüberwachungsfunktionen, in einem gemischt analog/digitalen Baustein zu integrieren.

Ein neuer Ansatz für integrierte Systeme zur galvanisch getrennten Messung von Strömen ist die Messung des vom Stromleiter erzeugten Magnetfeldes. Hierzu werden Hall-Elemente verwendet, die im Standard-CMOS-Prozess aufgebaut werden können. Aus dem Bereich der integrierten Magnetfeldsensorik zur berührungslosen Strommessung präsentieren Fraunhofer-Wissenschaftler ein Strommessmodul auf der Electronica. Vor allem bei der gleichzeitigen Erfassung mehrerer unabhängiger Ströme ist dieser Ansatz Lösungen mit Ringkernen oder magnetresistiven Sensoren überlegen.

Betrieb mit minimalem Stromverbrauch ist ein wesentliches Ziel für batterie- oder solarbetriebene Systeme.

Als moderne Anwendung aus dem Bereich Büro- und Haustechnik wird die Solarbriefwaage vorgestellt. Mit dem Chip, der am Fraunhofer IIS-A entwickelt wurde, funktionieren Geräte auch in der Dämmerung bis unter 100 Lux. Der Chip selbst verbraucht minimal wenig Energie und erkennt, welche Teilfunktionen gerade beansprucht werden. Intelligent verwaltet er den elektronischen Strom und versetzt die nicht benötigten Funktionen in den Ruhezustand.

Besuchen Sie uns auf der Electronica 2000
vom 21. bis 24. November, Halle A3, Stand 312,
im neuen Messegelände München.

Die Fraunhofer-Gesellschaft gehört mit ihren 47 Einzelinstituten, zahlreichen nationalen und internationalen Arbeitsgruppen zu den führenden Forschungs-
Gesellschaften Europas.
Das 1985 gegründete, heute größte und erfolgreichste Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Bereich Angewandte Elektronik, in Erlangen, beschäftigt z. Zt. ca. 350 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Leiter des Instituts ist Prof. Dr. Heinz Gerhäuser.
In enger Kooperation mit den Auftraggebern aus Industrie und Forschung entwickeln und arbeiten die Erlanger Wissenschaftler an Projekten wie Integrierten Schaltungen, Hochfrequenztechnik, Telekommunikation, Digitaler Rundfunk, Audio- und Multimediatechnik, Bildverarbeitung und Sensorik, Röntgen- und Medizintechnik.
Für das Entwicklungsverfahren in der Audiocodierung – kurz MP3- erhielt das Fraunhofer IIS-A in Erlangen den Deutschen Zukunftspreis 2000.