Kernelemente in Microchip Technologys KI-basiertem Referenzdesign zur präzisen Lichtbogenerkennung

TOKYO – 8. September 2026 – Asahi Kasei Microdevices (AKM) hat bekannt gegeben, dass seine kernlose Stromsensoren der Serien CZ39 und CZ3K vom US-Unternehmen Microchip Technology als zentrale Komponenten in einem KI-basierten Referenzdesign zur Lichtbogenerkennung eingesetzt werden. Durch die Kombination von AKMs Strommesstechnik mit den Echtzeit-Signalverarbeitungs- und Edge-Machine-Learning (ML)-Funktionen des Digital Signal Controller (DSC) dsPIC33A von Microchip können Lichtbögen präzise und zuverlässig erkannt werden. Der dsPIC33A DSC führt Echtzeit-Signalverarbeitung und Inferenzalgorithmen direkt auf dem Controller aus. Dadurch können Entscheidungen lokal getroffen werden, ohne zusätzliche externe Rechenressourcen.

Störlichtbögen zählen zu den häufigsten Ursachen für elektrische Brände in Photovoltaikanlagen, Energiespeichersystemen, der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge (EVs) sowie in der industriellen und privaten Stromverteilung. Herkömmliche, auf Schwellenwerten basierende Erkennungsverfahren haben Schwierigkeiten, tatsächliche Lichtbogenereignisse von normalen Betriebszuständen zu unterscheiden. In Wechselstromnetzen (AC) in Wohn- und Gewerbegebäuden erzeugen alltägliche Verbraucher wie Staubsauger, Bohrmaschinen und Dimmer Lichtbögen an Schaltkontakten, die einem gefährlichen Störlichtbogen sehr ähnlich sein können. In Gleichstromsystemen (DC) wie Photovoltaikanlagen, EV-Ladesystemen und Energiespeichern erzeugen Schalttransienten durch Kontaktprellen von Relais, den Betrieb von Wechselrichtern und das Einschaltverhalten von Kondensatoren breitbandiges Rauschen in denselben Frequenzbereichen wie tatsächliche Störlichtbögen. In beiden Fällen sind entweder Fehlalarme die Folge, die zu unnötigen Abschaltungen führen, oder es werden die Erkennungsschwellen angehoben, wodurch tatsächliche Fehler möglicherweise nicht erkannt werden.

Machine Learning (ML) kann diese Lücke schließen. Das Referenzdesign von Microchip führt ein Edge-ML-Modell direkt auf dem dsPIC33A DSC aus. Dabei nutzt es die integrierte DSP-Engine und fortschrittliche analoge Peripheriefunktionen, um eine ML-Inferenz mit geringer Latenz zu ermöglichen. Mit diesem intelligenten Ansatz können Fehlauslösungen reduziert und die Leistungsfähigkeit der Störlichtbogenerkennung gegenüber herkömmlichen schwellenwertbasierten Verfahren verbessert werden. Die Erkennungsleistung hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Bandbreite und das Rauschverhalten des Sensors, die Signalverarbeitung, die Merkmalsextraktion sowie das Training des Machine-Learning-Modells. Eine präzise und schnelle Strommessung leistet einen wichtigen Beitrag zur Gesamtleistung des Systems. Für eine hochpräzise Erkennung muss der Sensor schnell arbeiten und möglichst geringe Messartefakte aufweisen, damit die charakteristische Signatur eines Lichtbogens zuverlässig erfasst werden kann. Ein langsamer oder verrauschter Sensor kann diese Signatur verwischen oder überlagern und damit ein effektives Training des Modells verhindern.

AKMs kernlose Stromsensoren der Serien CZ39 und CZ3K zeichnen sich durch eine Reaktionszeit von 100 ns aus. Ihre hohe Geschwindigkeit und geringe Signalrauschdichte sind wesentliche Elemente der Signalkette im Referenzdesign von Microchip. Das Entwicklungsteam von AKM Semiconductor (AKMS), der US-amerikanischen Tochtergesellschaft von AKM in San Jose, arbeitete während Entwicklung und Validierung eng mit Microchip bei der Auslegung der Strommessung zusammen. „Wir freuen uns, Microchip bei der Entwicklung und Validierung dieses Referenzdesigns mit den AKM-Stromsensorfamilien CZ39 und CZ3K unterstützt zu haben“, sagt Chris Baltar, Vice President Business Development bei AKMS. „Unsere Zusammenarbeit zeigt, wie sich hochpräzise Strommessung und intelligente Edge-Verarbeitung kombinieren lassen, um fortschrittliche Schutzfunktionen für unterschiedlichste Energieanwendungen zu realisieren. Besonders spannend ist das Potenzial für Rechenzentren. Der wachsende Einsatz von KI-Anwendungen erhöht die Anforderungen an die Leistungsdichte und treibt die Einführung neuer Hochspannungs-Stromarchitekturen voran.“

Das Referenzdesign eignet sich für Anwendungen in Photovoltaiksystemen, Energiespeichern, Ladegeräten für Elektrofahrzeuge, intelligenten Zündsystemen, eFuse-Designs sowie Sicherheits- und Schutzschaltern im privaten und industriellen Umfeld. Asahi Kasei hat den Geschäftsbereich Electronics als strategisches Wachstumsfeld definiert. Das Unternehmen erweitert kontinuierlich sein Portfolio an Materialien und Komponenten für moderne Halbleiter und elektronische Systeme. Innerhalb von AKM gelten Stromsensoren als zentrale Wachstumssäule. Neben ihrem Einsatz in Elektrofahrzeugen erschließt das Unternehmen gezielt weitere Anwendungen in den Bereichen KI und Rechenzentren.

Über Asahi Kasei Microdevices (AKM)

AKM, ein in Japan ansässiges Unternehmen, betreibt als Mitglied des Materialsektors der Asahi Kasei Gruppe ein Geschäft mit elektronischen Komponenten. AKM bietet seinen Kunden einzigartige Produkte an, indem es die in magnetischen Sensoren verwendete Verbindungshalbleitertechnologie mit der in Siliziumhalbleitern verwendeten ASIC/Analogschaltungstechnologie kombiniert. Die Produkte und Lösungen von AKM werden in einer Vielzahl von Märkten eingesetzt, darunter mobile Kommunikationsgeräte und Verbraucherprodukte sowie Geräte der Automobilelektronik, Haushaltsgeräte und Industrieanlagen. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.akm.com/global/en/.

Über Asahi Kasei

Die Asahi Kasei Gruppe trägt zum Leben und zur Lebensqualität von Menschen auf der ganzen Welt bei. Seit seiner Gründung im Jahr 1922 mit dem Geschäft mit Ammoniak und Zellulosefasern ist Asahi Kasei durch die proaktive Umgestaltung seines Geschäftsportfolios kontinuierlich gewachsen, um den sich wandelnden Bedürfnissen jeder Zeit gerecht zu werden. Mit 50.000 Mitarbeitern weltweit trägt das Unternehmen zu einer nachhaltigen Gesellschaft bei, indem es in seinen drei Geschäftsbereichen Healthcare, Homes und Elektrolyt Lösungen für die Herausforderungen der Welt anbietet. Weitere Informationen finden Sie unter www.asahi-kasei.com.

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The Asahi Kasei Group contributes to life and living for people around the world. Since its foundation in 1922 with ammonia and cellulose fiber business, Asahi Kasei has consistently grown through the proactive transformation of its business portfolio to meet the evolving needs of every age. With more than 50,000 employees worldwide, the company contributes to sustainable society by providing solutions to the world”s challenges through its three business sectors of Healthcare, Homes and Material.

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