Praktikum zum Thema Entwicklung und Untersuchung einer universell einsetzbaren Messwerterfassung mit Delta-Sigma A/D Wandlern für FPGAs

Kennziffer ISE-2018-122

*Was Sie erwartet*
Die Gruppe „Neue Bauelemente und Technologien“ entwickelt unter anderem Mittelspannungsumrichter auf Basis von SiC Transistoren. Für die Messwerterfassung werden hier Delta-Sigma A/D Wandler verwendet. Durch die Umwandlung des Messwertes in einen 1-Bit Datenstrom sind nur zwei LWL (Takt und Datenstrom) nötig. Diese können für die nötige Potentialtrennung per LWL zur Steuerkarte übertragen werden. Für die Rückgewinnung des Messwertes aus dem Datenstrom ist ein Filter notwendig. In den meisten Fällen wird hier ein SINC-Filter verwendet, da dieses sehr leicht zu implementieren ist. Allerdings birgt es auch einige Nachteile wie z.B. die Bildung eines gewichteten Mittelwertes bei höheren Ordnungen.Durch die Verwendung eines FPGAs sind hier verschiedenste andere Filter denkbar und auch umsetzbar. Zu Beginn der Arbeit sollen deshalb verschiedene Filterkonzepte zusammengefasst und mittels Simulation verglichen werden. Wichtige Merkmale sind hierbei u.a. Verzugszeiten, Aufwand für die Umsetzung und der Platzbedarf im FPGA. Nach dem Vergleich soll das beste Filter als Komponente für den Einsatz im FPGA in VHDL beschrieben werden. Die Komponente soll neben der Filterfunktion noch weitere, für die Messwerterfassung wichtige Teile enthalten. Das fertige Filter wird dann im FPGA implementiert und an einem bestehenden Aufbau getestet. Die Ergebnisse sollen anschließend mit denen der Simulation verglichen werden.
Ihre Aufgaben sind:
- Untersuchung verschiedener Filterkonzepte zum Auslesen des Datenstromes
- Simulation der kompletten Wandlungskette
- Untersuchung einer möglichen Kompensation von Laufzeiten in der Wandlungskette
- VHDL / C-Programmierung und Implementierung der digitalen Filter in ein SoC-FPGA
- Inbetriebnahme der Messwerterfassung
- Vermessung des statischen und dynamischen Verhaltens
- Dokumentation der Ergebnisse
Was Sie mitbringen
- Studium der Elektrotechnik, elektr. Energietechnik oder Vergleichbares
- Kenntnisse im Bereich der Leistungselektronik
- Engagierte und eigenverantwortliche Arbeitsweise
- Gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift
- Freude an der experimentellen Anwendung neuer Technologien
- Das Praktikum muss in der Studienordnung vorgeschrieben sein
Die Vergütung richtet sich nach den Richtlinien des Bundes über Praktikantenvergütungen.

Fragen zu dieser Position beantwortet gerne
Michael Geiss, E-Mail: michael.geiss@ise.fraunhofer.de

Bitte richten Sie Ihre Bewerbung unter Angabe der Kennziffer an:
michael.geiss@ise.fraunhofer.de
(Anschreiben, CV und Zeugnisse in einempdf-Dokument mit max. 10 MB)

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Freiburg

http://www.ise.fraunhofer.de

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