Acelerar o desenvolvimento de produtos para redução de emissões do Escopo 3

Redução de emissões de escopo 3 através do registro do consumo atual e da perda de energia térmica

Nesta nota de aplicação, ofereceremos dicas para auxiliar os desenvolvedores que buscam a conformidade com o Escopo 3, com foco em técnicas para identificar perdas de energia em componentes eletrônicos por meio da aquisição de dados de corrente e temperatura. Como exemplo, veremos a medição em fonte de alimentação comutada (SMPS).

• *1: Quais são as emissões de Escopo 1, 2 e 3?
• Escopo 1: Emissões diretas de gases de efeito estufa pelas próprias empresas (por exemplo, combustão de combustíveis, processos industriais)
• Escopo 2: Emissões indiretas provenientes do uso de eletricidade, calor e vapor utilizados pela empresa e fornecidos por outras empresas
• Escopo 3: Emissões indiretas diferentes do Escopo 1 e Escopo 2 (emissões de outras empresas relacionadas às atividades da empresa)

Fundo

SMPS fornece uma fonte de alimentação estável e apropriada para dispositivos eletrônicos. Eles convertem com eficiência energia CA comercial em energia CC de baixa tensão. Para garantir um fornecimento de energia altamente eficiente, a gestão e minimização da perda de calor tornam-se imperativas. A correlação direta entre o calor gerado e a perda de energia sublinha a importância de limitar a geração de calor. Compreender o consumo atual e a geração de calor dos componentes eletrônicos permite tomar medidas proativas para reduzir significativamente o consumo geral de energia do produto final. A otimização da perda de calor e do consumo de energia dos dispositivos eletrônicos reduz as emissões do Escopo 3. Compreender a geração de calor e a utilização de energia permite esforços proativos para reduzir o consumo de energia e as emissões de Escopo 3.

Desafios na redução do consumo de energia durante o processo de desenvolvimento de produtos

Para reduzir o consumo de energia dos seus produtos, os engenheiros enfrentam os três desafios seguintes durante a fase de desenvolvimento do produto:

• 1.Compreender como a energia é consumida em diferentes modos operacionais
• 2.Identificação de áreas de perda de energia
• 3.Acompanhar o rápido desenvolvimento

1. Compreender como a energia é consumida em diferentes modos operacionais

Olhando para o futuro, os fabricantes serão obrigados a divulgar o consumo de energia dos seus produtos aos utilizadores finais. Tradicionalmente, os fabricantes medem a potência nominal de um produto utilizando instrumentos como medidores de potência. Contudo, como as especificações tradicionais de consumo de energia são baseadas no modo de operação de maior consumo de energia, os usuários que calculam o consumo de energia acabam obtendo um valor impreciso e superestimado. Essa situação é a razão pela qual há uma demanda crescente por dados de consumo de energia para vários modos de operação. Os dados que verificam o consumo de energia do produto desenvolvido nos diversos modos de operação, como modo standby, operação nominal e sobrecarga, são informações valiosas para os usuários finais do produto, e também têm a vantagem de permitir uma ação rápida em relação ao Escopo 3. .

2. Identificação de áreas de perda de energia

Para minimizar o desperdício de energia, o exame simultâneo de dados inter-relacionados – consumo de corrente, geração de calor e até vibração – é vital para obter insights mais claros. Por exemplo, componentes que possuem um alto fluxo de corrente em equipamentos elétricos contribuem em grande parte para a geração de calor. Ao compreender a relação entre o valor da corrente e a temperatura, podemos tomar medidas como reduzir a corrente no circuito para diminuir a quantidade de calor gerada.

3. Acompanhar o rápido desenvolvimento

Os engenheiros devem conduzir rapidamente testes abrangentes de confiabilidade, durabilidade e testes destrutivos dentro de um cronograma de verificação rigoroso para cumprir o cronograma de lançamento do produto. Também para se adaptar às rápidas mudanças no nosso mundo, o desenvolvimento precisa de ser mais rápido e os seus processos de avaliação devem ser simplificados. Isso requer o registro simultâneo de vários parâmetros, como corrente e temperatura, para impulsionar as avaliações com eficiência.

Registrando o consumo atual e a perda de calor: a solução Hioki's para redução de emissões de escopo 3

Identificar as causas da perda de energia não é fácil. No entanto, registar e rever o consumo de corrente juntamente com a temperatura dos componentes eletrónicos durante longos períodos de tempo pode fornecer informações especiais para esta tarefa. Para isso, o registrador de dados LR8450 Hioki's e o pequeno, porém de alta precisão, sensor de corrente CC CT7812 (ou CT7822) são excelentes. O LR8450, um registrador de dados multicanal, captura parâmetros elétricos e físicos – corrente, tensão, temperatura, vibração e dados do barramento CAN – em até 330 canais.

O LR8450 e o CT7812 (ou CT7822) são ideais para este tipo de aplicação de medição de consumo de corrente e temperatura pelos seguintes motivos:

• 1.Precisão ao seu alcance: sensor de corrente de alta precisão do tamanho de um dedo para medição sem esforço
• 2.Identifique o desperdício de energia rapidamente: rastreamento simultâneo de parâmetros para detectar desperdício de energia com eficiência
• 3.Soluções de medição adaptáveis: módulos versáteis adaptados a diversas necessidades

1. Precisão ao seu alcance: sensor de corrente de alta precisão do tamanho de um dedo para medição sem esforço

2. Identifique o desperdício de energia rapidamente: rastreamento simultâneo de parâmetros para detectar desperdício de energia com eficiência

As medições de temperatura e vibração podem detectar com eficácia perdas em nível de componente que um sensor de corrente não consegue acessar. O registrador de dados LR8450 não apenas facilita medições de temperatura e fluxo de calor, mas também captura dados de vibração e deformação. O registro simultâneo do consumo de corrente com temperatura e vibração permite a rápida identificação de perdas de energia causadas pela geração de calor e vibração. A exibição em tempo real dos dados registrados agiliza os processos de verificação e depuração do projeto. A visualização intuitiva de vários parâmetros relacionados ao consumo como este garante uma avaliação abrangente dos fatores de perda de energia durante o desenvolvimento do produto.

3. Soluções de medição adaptáveis: módulos versáteis adaptados a diversas necessidades

O LR8450 possui sete módulos de medição, suportando diversas gravações de sinais. Ele não apenas pode integrar parâmetros básicos de registro, como tensão, corrente, resistência e temperatura, mas também pode integrar sensores com saída lógica e de pulso, sensores de extensômetro e dados de medição de barramento CAN. Sua alta expansibilidade em canais de medição o torna útil para diversos fins de avaliação.

Alguns exemplos de testes de avaliação onde o LR8450 é útil:

• Teste de ciclo de temperatura: registrando a temperatura do alvo de medição com alta precisão usando sensores de temperatura tipo Pt
• Teste de durabilidade de flexão do cabo: monitorando e registrando a resistência da fiação do cabo usado em seu produto
• Teste de penetração de unhas da bateria: registrando mudanças repentinas de tensão e temperatura com intervalos de amostragem de alta velocidade de 1 ms
• Teste de calor em larga escala: registrando dados de temperatura com mais detalhes (até 330 canais) para verificar o design térmico do seu produto

Produto usado para registro de corrente e temperatura

A Figura 1 mostra um exemplo de produtos utilizados para medição de corrente e temperatura de componentes em equipamentos eletrônicos. Para medição de corrente existem dois tipos de módulos: o tipo de conexão direta U8556 e o tipo sem fio LR8536. Ambos os módulos permitem conectar até cinco sensores de corrente. O LR8450 reconhece automaticamente o modelo do sensor de corrente conectado e converte o resultado da medição na escala de corrente apropriada para exibição, eliminando a necessidade de configuração do equipamento. Os módulos de tensão/temperatura U8550 ou LR8530 (sem fio) podem medir temperatura usando um termopar como sensor de temperatura.

Fig. 1: Exemplo de produtos utilizados para esta aplicação

A Tabela 1 apresenta os sensores de corrente Hioki's compatíveis com o LR8450. Hioki oferece uma variedade de sensores que atendem a demandas específicas de aplicações, como nível de corrente e diâmetro do fio.

Tabela 1: Lista de sensores de corrente compatíveis com o LR8450

Finalmente

Os fabricantes da indústria eletrónica estão a trabalhar proativamente para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa ao longo de todo o ciclo de vida dos seus produtos – durante a produção, vendas, utilização e eliminação. O registrador de dados LR8450 Hioki's, combinado com seus sensores de corrente, desempenha um papel fundamental na visualização de dados críticos de perda de energia, incluindo consumo de corrente, calor e vibração. Essa visibilidade marca um passo inicial em direção ao design com eficiência energética para desenvolvedores. Para obter informações mais aprofundadas sobre o LR8450, explore os detalhes do nosso produto. Entre em contato conosco também para demonstrações de produtos ou discussões consultivas sobre aplicações e soluções. Juntos, vamos avançar em direção a um cenário eletrónico mais verde e sustentável.

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