Dubbele voedingsbewaking

Real-time vermogensbewaking van meerdere belastingen

Om optimaal de mogelijkheden van een smart grid te kunnen gebruiken, is het van belang dat bekend is hoeveel een apparaat aan energie opneemt uit het net. Daarbij gaat het niet alleen om de waarden die op papier staan, maar liefst om de werkelijke gemeten waarden, want alleen dan kan goed ingespeeld worden op de aangeleverde energie versus het gewenste gebruik van energie. Dit houdt dus in dat eigenlijk in elke energiegebruiker een meetsysteem moet komen, een systeem dat nauwkeurig moet zijn, maar niet te veel mag kosten.

Bepalen hoeveel energie een apparaat opneemt, is niet echt ingewikkeld. Voor een meetsysteem dat dat kan, is een microcontroller met twee analoge ingangen al voldoende. Hiermee kunnen immers stroom en spanning gemeten worden waarna het vervolgens alleen nog maar rekenwerk is om te komen tot het opgenomen vermogen.
Ondanks dat in feite bijna elke microcontroller hiervoor inzetbaar is, zal in veel gevallen het niet wenselijk zijn om de controller constant in de weer te laten zijn met de meettaak. Daarnaast kan het van belang zijn dat het systeem nauwkeurig meet met een hoge meetresolutie en dito snelheid. In dat geval is het toepassen van een apart meetsysteem veel verstandiger.

Twee in één IC
Het kunnen bewaken van het opgenomen vermogen is niet alleen voor applicaties voor smart grid interessant. Er zijn vele applicaties waarbij het belangrijk is dat de schakeling weet hoeveel vermogen opgenomen wordt. Omdat het in bijna alle gevallen zinvol is om voor het meetgedeelte een aparte schakeling te gebruiken, hebben diverse halfgeleiderleveranciers meet-IC’s uitgebracht die deze taak kunnen uitvoeren. Microchip is daar één van. Zij hebben een serie controllers die speciaal bedoeld zijn voor het meten van stroom en spanning en het daaruit bepalen van het vermogen. Onlangs is aan deze serie een nieuw exemplaar toegevoegd, de MCP39F511N. Deze heeft zelfs twee meetsystemen aan boord. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat het hierbij niet om geheel onafhankelijk werkende energiemeters gaat. Beide gebruiken namelijk wel dezelfde waarde voor de spanning. Het IC bevat namelijk drie analoog-naar-digitaal-omzetters (één voor de spanning- en twee voor de stroommetingen). Daarnaast zijn er in het IC een 16-bit rekenkundige eenheid, een EEPROM en een flexibele 2-draads interface te vinden (zie figuur 1). Dit alles levert een meetsysteem op met een onnauwkeurigheid van 0,5% over een breed dynamisch bereik van 4000:1 met een SINAD per kanaal van 94,5 dB. Dit maakt dat het IC bruikbaar is voor vele toepassingen in industriële, commerciële en consumentensectoren. U moet dan denken aan o.a. vermogensbewaking van wandcontactdozen en intelligente stekkers, voedingsklemmen, AC/DC voedingen, witgoed en ovens, laders voor o.a. auto’s en voedingsdistributiesystemen.

Lees hier het complete artikel

Voor alle achtergrondinformatie over de MCP39F511N en de demo-kit klik hier