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Entwurf und Inbetriebnahme einer neuen ETI-Systemplattform bestehend aus Leistungs- und Signalverarbeitungsplatine

Entwurf und Inbetriebnahme einer neuen ETI-Systemplattform bestehend aus Leistungs- und Signalverarbeitungsplatine
Typ:Masterarbeit
Betreuer:

M.Sc. Rüdiger Schwendemann; M.Sc. Simon Decker

Motivation

Das Elektrotechnische Institut besitzt ein modulares Baukastensystem, bestehend aus Signalverarbeitungs- und Umrichter-Bausteinen. Mit Hilfe dieser Bausteine können komplexe Stromrichtersystem für verschiedene Anwendungen aufgebaut werden. Auf Grund der steigenden Anforderungen an die Signalverarbeitungs- und Umrichter-Bausteine durch neuartige Anwendungen stößt die bisherige Plattform an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Folgerichtig soll eine neue und leistungsfähigere Plattform entwickelt werden, die den gestiegenen Anforderungen gerecht wird.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine neue ETI-Plattform entwickelt werden. Zu Beginn muss die Leistungselektronikplatine, basierend auf einer Drehstrombrückenschaltung, neu entworfen werden. Hierbei ist, insbesondere bei der analogen Messwerterfassung, auf ein EMV-gerechtes Design zu achten. Anschließend soll eine intelligente Gateunit mit einem FPGA entwickelt werden. Die Gateunit muss folgende Funktionen zur Verfügung stellen: Überwachung des Stromrichters, Fehlermanagement, Kommunikation zur Signalverarbeitungsplatine sowie Temperaturmanagement der Leistungselektronikplatine. Abgerundet wird diese neue ETI-Plattform durch ein Mainboard für ein System-on-Chip als Steuer- und Rechenwerk. Dieses Mainboard soll die bisher bekannte Schnittstelle zum ETI-Bussystem, AD-Wandler und Digitale IO‘s beinhalten. Zusätzlich zu diesen Schnittstellen soll eine differentielle Hochgeschwindigkeits-kommunikation aufgebaut werden.

Nachdem erfolgreichen Platinendesign soll die neue Plattform in Betrieb genommen werden. Hierzu muss sowohl für den FPGA der Gateunit als auch für den System-on-Chip die entsprechende Software angepasst werden.