MA – Ultra high-speed, high-bandwidth fault detection circuit and algorithm

Für die Fehlererkennung in der Stromversorgung von Rechenzentren soll ein neuartiges Verfahren entwickelt werden, das eine ultra-schnelle Erkennung im Mikrosekundenbereich ermöglicht und zugleich die Fähigkeit besitzt, die Richtung des Fehlereintritts zu erkennen. Letzteres, um auf Systemebene geeignete Schutzmaßnahmen treffen zu können, in Abhängigkeit der Richtung von Quelle und Last.

In der Literatur werden zur Fehlerdetektion unterschiedlichste Verfahren der Signalverarbeitung beschrieben, wie die Wavelet- und Fourier-Transformation, der Einsatz von maschinellem Lernen zur Fehlerklassifizierung oder die Anwendung von Reisewellentheorien zur Lokalisierung der Fehler-Richtung. Aber noch keine Arbeit hat solche Fehlererkennungsalgorithmen auf die Stromversorgungsinfrastruktur von Rechenzentren angewandt und dabei auf eine ultra-hohe Erkennungsgeschwindigkeit und die Erkennung der Fehlerrichtung fokussiert. Die besondere Herausforderung liegt darin, trotz einer ultra-schnellen Erkennung „Fehler“ sicher von anderen Störsignalen auf dem Netz unterscheiden zu können, um Fehlauslösungen zu vermeiden.

Die Arbeit umfasst die Modellierung der Stromversorgung von Rechenzentren, die Simulation verschiedener Fehler-Szenarien unter Störeinflüssen, die Entwicklung der Strom- und Spannungsmessung, das PCB-Design, den Entwurf von Signalverarbeitungsalgorithmen, deren Implementierung auf einem Mikrocontrollern und abschließende Tests in einer realen UPS-Umgebung.

Bearbeiter: Jianhang Ou

Betreuer: Dr. Ara Bissal

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März