621 Angewandte Physik
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Induced by a societal decision to phase out conventional energy production - the so-called Energiewende (energy transition) - the rise of distributed generation acts as a game changer within the German energy market. The share of electricity produced from renewable resources increased to 31,6% in 2015 (UBA, 2016) with a targeted share of renewable resources in the electricity mix of 55%-60% in 2035 (RAP, 2015), opening perspectives for new products and services. Moreover, the rapidly increasing degree of digitization enables innovative and disruptive business models in niches at the grid's edge that might be the winners of the future. It also stimulates the market entry of newcomers and competitors from other sectors, such as IT or telecommunication, challenging the incumbent utilities. For example, virtual and decentral market places for energy are emerging; a trend that is likely to speed up considerably by blockchain technology, if the regulatory environment is adjusted accordingly. Consequently, the energy business is turned upside down, with customers now being at the wheel. For instance, more than one-third of the renewable production capacities are owned by private persons (Trendsearch, 2013). Therefore, the objective of this chapter is to examine private energy consumer and prosumer segments and their needs to derive business models for the various decentralized energy technologies and services. Subsequently, success factors for dealing with the changing market environment and consequences of the potentially disruptive developments for the market structure are evaluated.
This book showcases new and innovative approaches to biometric data capture and analysis, focusing especially on those that are characterized by non-intrusiveness, reliable prediction algorithms, and high user acceptance. It comprises the peer-reviewed papers from the international workshop on the subject that was held in Ancona, Italy, in October 2014 and featured sessions on ICT for health care, biometric data in automotive and home applications, embedded systems for biometric data analysis, biometric data analysis: EMG and ECG, and ICT for gait analysis. The background to the book is the challenge posed by the prevention and treatment of common, widespread chronic diseases in modern, aging societies. Capture of biometric data is a cornerstone for any analysis and treatment strategy. The latest advances in sensor technology allow accurate data measurement in a non-intrusive way, and in many cases it is necessary to provide online monitoring and real-time data capturing to support a patient’s prevention plans or to allow medical professionals to access the patient’s current status. This book will be of value to all with an interest in this expanding field.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transmission Line Pulssystem zum Erzeugen eines elektrischen Pulses, sowie ein diesbezügliches Verfahren. Dabei umfasst das Transmission Line Pulssystem: eine Transmission Line, eine Energieversorgungsquelle zum Aufladen der Transmission Line und einen Entladungsschalter zum Auslösen einer Entladung der aufgeladenen Transmission Line, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmission Line eine Vielzahl von Einzelsegmenten umfasst, wobei jedes Einzelsegment über ein zugehöriges Einstellglied mit einem gemeinsamen Massepotential elektrisch verbunden ist, und wobei zumindest eines der Einstellglieder einen Einstellkondensator und einen Einstellschalter aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Bootstrap-Schaltung, die zumindest eine Hauptkapazität aufweist, von der die erste Seite mit einem ersten Zweig der Schaltungsanordnung und die zweite Seite mit einem auf veränderlichem Potential liegenden zweiten Zweig der Schaltungsanordnung verbunden ist. Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bootstrap-Schaltung parallel zur Hauptkapazität wenigstens eine weitere Kapazität aufweist, die über eine zweite Versorgungsspannung auf eine höhere Spannung aufladbar ist als die Hauptkapazität und über wenigstens ein Schaltelement zur Unterstützung der Hauptkapazität zuschaltbar ist. Bei der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung kann in Abhängigkeit von der Dimensionierung der Bootstrap-Kapazitäten eine sehr viel kleinere Fläche mit höherem oder gleich bleibenden Spannungseinbruch oder eine nicht so starke Flächenreduzierung mit kleinerem Spannungseinbruch verglichen mit einer herkömmlichen Bootstrap-Schaltung erzielt werden.
The paper illustrates the status quo of a research project for the development of a control system enabling CHP units for a demand-oriented electricity production by an intelligent management of the heat storage tank. Thereby the focus of the project is twofold. One is the compensation of the fluctuating power production by the renewable energies solar and wind. Secondly, a reduction of the load on the power grid is intended by better matching local electricity demand and production.
In detail, the general control strategy is outlined, the method utilized for forecasting heat and electricity demand is illustrated as well as a correlation method for the temperature distribution in the heat storage tank based on a Sigmoid function is proposed. Moreover, the simulation model for verification and optimization of the control system and the two field test sites for implementing and testing the system are introduced.
In diesem Beitrag wird ein kapazitiver Low Power DC-DC Wandler mit 15 konfigurierbaren Übersetzungsverhältnissen, einem hohen Eingangsspannungsbereich von 5 V bis 20 V und einer konstanten Ausgangsspannung von 5 V vorgestellt. Bei einer Ausgangsleistung von 5 mW wird ein maximaler Wirkungsgrad von 81% erreicht. Die Implementierung erfolgt in einem 350 nm Hochvolt-CMOS-Prozess. Während es für niedrige Eingangsspannungen eine Vielzahl an Topologien und Konzepten gibt, wurden vollintegrierte SC-Wandler für höhere Eingangsspannungen (> 8 V) bisher nur wenig untersucht. Höhere Spannungen erfordern den Einsatz von Hochvolttransistoren und eine aufwändigere Ansteuerung. Um über einen weiteren Eingangsspannungsbereicht mit hoher Genauigkeit und hohem Wirkungsgrad zu wandeln, erweist sich die Topologie des rekursiven Switched-Capacitor Wandlers (RSC Wandler) als vorteilhaft. In der vorliegenden 4-Bit Implementierung ist der RSC Wandler aus N = 4 2:1 Serien-Parallel Wandler-Zellen aufgebaut. Durch verschiedene Anordnung der einzelnen Zellen können 2ᴺ -1 = 15 Wandlungsverhältnisse realisiert werden. Mittels Rekursion werden in jedem Wandlungsverhältnis alle Kapazitäten genutzt, wodurch die Stromfähigkeit und der Wirkungsgrad des Wandlers deutlich verbessert werden. Einheitliche 2:1 Wandler-Zellen ermöglichen einen modularen Aufbau des Layouts.
We presented our robot framework and our efforts to make face analysis more robust towards self-occlusion caused by head pose. By using a lightweight linear fitting algorithm, we are able to obtain 3D models of human faces in real-time. The combination of adaptive tracking and 3D face modelling for the analysis of human faces is used as a basis for further research on human-machine interaction on our SCITOS robot platform.
Es wird ein hochintegrierter Gatetreiber für 600V-Anwendungen mit einer galvanischen Isolation zwischen der Ansteuerelektronik und der Treiberseite vorgestellt. Eine Besonderheit ist die bidirektionale Signalübertragung und die Energieversorgung über einen einzigen Transformator. Die Treiberansteuersignale werden mittels 10/20 MHz Frequenzmodulation übertragen. Die Signalrückübertragung ist in Form einer 1Mbit/s Amplitudenmodulation realisiert. Die Energieübertragung über den Transformator erlaubt ein dauerhaftes Einschalten des Treibers. Der Energiebedarf während des Schaltvorgangs wird hauptsächlich durch eine Bootstrapschaltung bereitgestellt. Eine weitere Besonderheit ist die Verwendung einer flächeneffizienten Integration einer NMOS Treiberausgangsstufe. Der Gatetreiber wurde in einer 180nm Hochvolt-BiCMOS-Technologie hergestellt. Messungen bestätigen die Funktion des Treibers.
An improved gate drive circuit is provided for a power device, such as a transistor. Tue gate driver circuit may in -clude: a current control circuit; a first secondary current source that is used to control the switching transient during turn off of the power transistor and a second secondary current source that is used to control the switching transient during turn on of the power transistor. In operation, the current control circuit operates, during turn on ofthe power transistor, to source a gate drive current to a control node ofthe power transistor and, during turn off ofthe power transistor, to sink a gate drive current from the control node of the power transistor. The first and second secondary current sources adjust the gate drive current to control the voltage or current rate of change and thereby the overshoot during the switching transient.