© Analog Devices Inc.
Application Notes | 23 Juli 2021
Wie misst man eigentlich den Spulenstrom?
Getaktete Spannungsversorgungen verwenden üblicherweise Induktivitäten zum Zwischenspeichern von Energie.
Beim Evaluieren dieser Spannungsversorgungen ist es häufig sinnvoll den Spulenstrom zu messen um dadurch ein umfassendes Bild der Spannungswandlerschaltung zu erhalten. Aber wie werden eigentlich die Spulenströme am besten gemessen?
Bild 1. Prinzip Skizze einer Messung des Spulenstromes eines Schaltreglers
Bild 1 zeigt einen sinnvollen Aufbau einer solchen Messung anhand eines üblichen Abwärtswandlers (Buck Topologie). In Reihe mit der Induktivität wird ein kleines Hilfskabel eingefügt. Dieses dient dazu eine Strommesszange anzubringen und damit den Spulenstrom mit einem Oszilloskop darzustellen. Es empfiehlt sich an der Seite der Spule zu messen, wo die Spannung ruhig ist. Die meisten Schaltreglertopologien nutzen die Spule auf eine Art, bei welcher die Spannung an der einen Seite zwischen zwei extremen Werten hin und her geschaltet wir, die andere Seite aber relativ ruhig bleibt.
Beim Abwärtswandler wie in Bild 1 gezeigt, wechselt die Spannung am Schaltknoten, also linke Seite der Spule L, zwischen der Eingangsspannung und der Massespannung mit der Geschwindigkeit der Schaltflanken hin und her. Auf der rechten Seite der Spule liegt die Ausgangsspannung an, welche in aller Regel relativ ruhig ist. Um Störungen durch kapazitive Kopplung (E-Feld Kopplung) zu reduzieren, sollte die Strommessschleife also auf der ruhigen Seite der Induktivität, wie in Bild 1 dargestellt, angebracht werden.
Bild 2. Praktischer Aufbau einer Spulenstrommessung
Bild 2 zeigt den praktischen Aufbau dieser Messung. Die Spule wird angehoben und schräg, mit einem der beiden Anschlüsse, wieder auf die Platine gelötet. Der in die Luft stehende Anschluss wird mit dem Hilfsdraht mit der Platine verbunden. Dieser Umbau lässt sich recht einfach bewerkstelligen. Zum lösen der Spule hat sich ein Auslöten mit heißer Luft bewährt. Viele SMD Reworkstationen bieten in der Temperatur einstellbare heiße Luft.
Strommesszangen werden von den Herstellern von Oszilloskopen angeboten. Leider haben diese üblicherweise einen recht hohen Preis. Es stellt sich also immer wieder die Frage, ob der Spulenstrom auch über einen Messwiederstand gemessen werden könnte. Dies ist prinzipiell möglich. Diese Messung hat jedoch den Nachteil, dass sich die in einer getakteten Spannungsversorgung erzeugten Schaltstörungen leicht in eine Spannungsmessung über einen Strommesswiderstand einkoppeln. Somit zeigt das Messergebnis, besonders an den interessanten Punkten, eingefangene Störungen und nicht das echte Verhalten des Spulenstromes.
Bild 3. Spulenstrommessung in blau, in braun eingezeichnetes Verhalten einer sättigenden Spule
Bild 3 zeigt die Messung des Spulenstromes (in blau) einer getakteten Spannungsversorgung erstellt mit einer Strommesszange welche mit dem verwendeten Oszilloskop kompatibel ist. Zusätzlich zur blauen Messung wurde auch noch in braun das Verhalten eingezeichnet, welches sich bei einer sättigenden Spule zeigen würde. Nahe an den Spitzenstromwerten, würde sich bei einer für die Anwendung nicht ausreichend dimensionierten Spule, ein sättigungsverhalten einstellen. Einer der Hauptgründe einer Spulenstrommessung in einer getakteten Spannungsversorgung ist es zu erkennen, ob die Spule sinnvoll ausgewählt wurde, oder ob sie im Betrieb oder während eines Fehlerfalles, in die Sättigung geht.
Eine Messung ohne Strommesszange, sondern mit einem Strommesswiderstand, würde gerade an den Spitzenströmen starke eingekoppelte Störungen zeigen, sodass es schwierig ist damit eine sättigende Spule zu erkennen.
Das Messen des Spulenstromes ist bei der Evaluierung einer Spannungsversorgung durchaus sinnvoll und kann mit der passenden Ausrüstung auf einfache Art und Weise realisiert werden.
Autor: Fredrik Dostal / © Analog Devices Inc.



Autor: Fredrik Dostal / © Analog Devices Inc.
Zusammenarbeit zwischen FUJI EUROPE und Stepan GmbH
Die FUJI EUROPE CORPORATION GmbH und die Stepan GmbH arbeiten in Zukunft eng zusammen. Im Fokus dieser strategischen Partnerschaft steht unter anderem die Verstärkung der Marktpräsenz von FUJI und dessen SMT-Bestückungslösungen – insbesondere im österreichischen Raum sowie in den angrenzenden Ländern.
Scania richtet neues Batterielabor ein
Scania hat die Scienlab Battery Test Solutions von Keysight Technologies für sein neues hochmodernes Batterielabor in seinen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen in Södertälje in Schweden ausgewählt. Das hat das Unternehmen jetzt mitgeteilt.
HANZA erwirbt Produktentwicklungsunternehmen in Deutschland
Um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden, hat HANZA AB die Budelmann Elektronik GmbH aus Münster erworben. Die Übernahme unterstreiche die einzigartige Breite des Angebots von HANZA, schreibt das schwedische Unternehmen.
Infineon verstärkt sich in Rumänien und Serbien
Infineon Technologies hat NoBug Consulting SRL in Rumänien und NoBug d.o.o. in Serbien erworben. NoBug ist ein Eigentümer-geführtes Ingenieurbüro, das Verifikations- und Design-Dienstleistungen für alle digitalen Funktionalitäten von Halbleiter-Produkten anbietet.
KOSTAL reagiert auf wachsende Ansprüche
KOSTAL reagiert auf die wachsenden Ansprüche des Marktes und begegnet diesen mit starken Kapazitätserweiterungen im Bereich der Solar- und Ladetechnik. Zum Vorjahr seien bereits die Kapazitäten für Hybridwechselrichter um 50 Prozent erweitert worden. Die weiterhin angespannte Versorgungssituation mit elektronischen Bauteilen ermögliche es aber nicht, diese neuen Kapazitäten voll auszulasten.
Volkswagen startet Aufholjagd nach Tesla
Volkswagen sieht ein starkes zweites Halbjahr 2022 und erwartet Fortschritte bei seiner Aufholjagd auf den Konkurrenten Tesla, da die nachlassende Chip-Knappheit Engpässe in der Lieferkette und steigende Kosten auszugleichen beginne, sagt Volkswagen-Chef Herbert Diess.
Arm setzt nach Börsengang verstärkt auf das Autogeschäft
Der Chipdesigner Arm will mit dem Erlös aus seinem geplanten Börsengang unter anderem das Geschäft mit der Autobranche ausbauen. Die Technologie des Unternehmens steckt in vielen Smartphones.
Humanetics erwirbt mg-sensors
Humanetics hat bekannt gegeben, dass die mg-sensor GmbH, ein Spezialist für Design und Entwicklung von hochwertigen Sensoren, Datenerfassung und Kalibrierungsdienstleistungen, offiziell der Humanetics-Gruppe beigetreten ist. Diese Partnerschaft sei ein weiterer Meilenstein auf dem Weg zur Verwirklichung der Vision von Humanetics, vollständig integrierte Lösungen mit Hardware, Software, IoT und Sensortechnologien anzubieten, schreibt das Unternehmen in einer Mitteilung.
Deutsche Batterieproduktion müsste bei Gas-Embargo stoppen
Die stark wachsende Batterie-Industrie in Deutschland müsste bei einem Gas-Embargo ihre Produktion sofort einstellen. Man sei sowohl bei Blei- als auch bei Lithiumbatterien auf den Einsatz von Gas angewiesen, sagt der Vorsitzende des ZVEI-Fachverbands Batterie, Christian Rosenkranz.
LGES stellt Milliarden-Investition in den USA vorerst zurück
Der südkoreanische Batteriehersteller LG Energy Solution stellt wegen der ungünstigen Wirtschaftslage in den USA geplante Investitionen von 1,3 Milliarden Dollar in ein Werk in Arizona in Frage. Der Lieferant für E-Auto-Hersteller teilte mit, er überprüfe angesichts "beispielloser wirtschaftlicher Bedingungen und Investitionsumstände in den Vereinigten Staaten" seine Investitionspläne.
Tesla streicht rund 200 Stellen in Kalifornien
Der US-Elektroautobauer Tesla kürzt im US-Bundesstaat Kalifornien Medienberichten zufolge knapp 200 Stellen. Tesla schließe ein Büro in Mateo, wo die Beschäftigten vor allem Daten des Fahrassistenzsystems analysieren, berichtete unter anderem die Finanznachrichtenagentur Bloomberg.
Stego beginnt mit Bau für neuen Büro-Trakt
Der Elektrokomponenten-Hersteller Stego baut seine Kapazitäten am Stammsitz der Gruppe in Schwäbisch Hall aus. Eine Verdoppelung des Lager-Volumens für die Fertigung sei bereits abgeschlossen, berichtet das Unternehmen in einer Pressemitteilung.
Alliance Electronics erwirbt erfahrene Platinen-Hersteller
Alliance Electronics, eine Technologie- und Industriegruppe, die sich auf die Zulieferung elektronischer Geräte spezialisiert hat, richtet sich in Frankreich ein und schließt seine ersten drei Übernahmen ab.
Hailo und Renesas arbeiten in Zukunft eng zusammen
Hailo, Chip-Hersteller im Bereich der künstlichen Intelligenz, hat seine Zusammenarbeit mit Renesas, einem der führenden Anbieter moderner Halbleiterlösungen, bekannt gegeben. Ziel der Kollaboration sei die Bereitstellung einer leistungsstarken und energieeffizienten Prozessorlösung für Fahrerassistenzsysteme und automatisiertes Fahren.
Siemens investiert in US-Ladenetz-Projekt
Siemens steigt in das nordamerikanische Schnellladenetz-Projekt Electrify America des Volkswagen-Konzerns ein. Zusammen wollen die Partner rund 426 Millionen Euro in den Ausbau der Ladeinfrastruktur für E-Autos in den USA und in Kanada stecken, haben die Unternehmen mitgeteilt.
Experten erwarten Chipmangel bis mindestens 2024
Der Halbleitermangel dürfte die Autoindustrie einer Studie zufolge bis mindestens 2024 bremsen. Elektroautos bräuchten zehnmal so viele Chips wie Benziner oder Dieselautos, so dass auch steigende Kapazitäten nicht für den gesamten Bedarf ausreichten, heißt es in der am Dienstag veröffentlichten Untersuchung der Unternehmensberatung Alix Partners.
Ex-Kuka-Chef Till Reuter zurück im Robotik-Geschäft
Till Reuter, ehemaliger Chef des Roboterherstellers Kuka, wird neues Board-Mitglied beim Roboter-Start-up Neura Robotics aus Metzingen. Für Reuter heißt es nach seinem Engagement in der Müller-Gruppe: Zurück zur Robotik.
NKT unterzeichnet Verkaufsvereinbarung von NKT Photonics
NKT hat eine Vereinbarung zur Veräußerung von NKT Photonics an Photonics Management Europe S.R.L., eine 100%ige Tochtergesellschaft von Hamamatsu Photonics K.K., getroffen. Das japanische Unternehmen beschäftigt sich mit der Entwicklung von photoelektrischen Geräten und Anwendungsprodukten.
TSMC gibt Europa zunächst Absage für Investitionen
Der taiwanische Chiphersteller TSMC hat nach einem Bericht der Frankfurter Allgemeinen Zeitung vorerst nicht vor, in Europa eine Halbleiterfabrik zu bauen. Trotz des Investitionsprogramms der EU gebe es keine konkreten Pläne, sagt Mark Liu, Vorsitzender des Verwaltungsrates.
Modernes Verteilzentrum für Reichelt Elektronik
Reichelt Elektronik investiert 10 Millionen Euro am Elektronikring in Sande. Mit dem Neubau setze das Unternehmen auf modernste Technik und effiziente Logistik, berichten mehrere Medien aus der Region.
Intel baut seine Präsenz in Indien weiter aus
Intel hat ein neues Design- und Entwicklungszentrum im indischen Bengaluru eröffnet und erweitert damit seine bereits bestehenden Kapazitäten in der Stadt erheblich. Das Halbleiterunternehmen erklärt weiter, dass das Zentrum die Entwicklungsarbeit von Intel India in den Segmenten Client, Rechenzentrum, IoT, Grafik, künstliche Intelligenz und Automotive vorantreiben werde.
ebm-papst zieht sich aus Russlandgeschäft zurück
Der Ventilatorenhersteller ebm-papst gibt wegen des Kriegs in der Ukraine und dessen wirtschaftlichen Folgen sein Geschäft in Russland auf. Zwei dortige Gesellschaften mit zusammen rund 50 Mitarbeitern würden an das lokale Management verkauft, berichtet die Frankfurter Allgemeine und zitiert Geschäftsführungschef Klaus Geißdörfer.
Intel will Schadenersatz von EU-Kommission
Der Chiphersteller Intel fordert von der EU-Kommission mehr als eine halbe Milliarde Euro Zinsen im Zusammenhang mit einer für ungültig erklärten Strafe. Das berichtet das Handelsblatt.
Webasto setzt künftig verstärkt auf asiatischen Raum
Webasto hat seine Kapazitäten im asiatisch-pazifischen Raum ausgebaut. Damit wolle man dem steigenden Bedarf nach Dach- und Batteriesystemen nachkommen, heißt es in einer Pressemitteilung.
Weitere Nachrichten