Acelerar el desarrollo de productos para la reducción de emisiones de Alcance 3
Reducción de emisiones de alcance 3 mediante el registro del consumo actual y la pérdida de energía térmica.
Para alcanzar los objetivos de emisiones de Alcance 3 (*1) y garantizar la alineación con los objetivos de descarbonización (algunos se refieren a esto como lograr la neutralidad de carbono o el estado de cero emisiones de carbono), es importante comprender con precisión el impacto de nuestros productos en el medio ambiente.
De cara al futuro, es probable que los fabricantes necesiten revelar claramente el consumo de energía de sus productos a los usuarios finales. Para los ingenieros involucrados en el desarrollo de productos, minimizar el consumo de energía del producto surge como una prioridad crítica.
En esta nota de aplicación, ofreceremos consejos para ayudar a los desarrolladores que se esfuerzan por cumplir con el Alcance 3, centrándonos en técnicas para identificar pérdidas de energía en componentes electrónicos mediante la adquisición de datos de corriente y temperatura. Como ejemplo, veremos la medición en una fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS).
- *1: ¿ Qué son las emisiones de Alcance 1, 2 y 3?
- Alcance 1: Emisiones directas de gases de efecto invernadero por parte de las propias empresas (por ejemplo, quema de combustible, procesos industriales)
- Alcance 2: Emisiones indirectas por el uso de electricidad, calor y vapor utilizados por el negocio y suministrados por otras empresas.
- Alcance 3: Emisiones indirectas distintas al Alcance 1 y Alcance 2 (emisiones de otras empresas relacionadas con las actividades de la empresa)
Transfondo
Los SMPS proporcionan una fuente de alimentación estable y adecuada para dispositivos electrónicos. Convierten de manera eficiente la energía de CA comercial en energía de CC de bajo voltaje. Para garantizar un suministro de energía altamente eficiente, la gestión y minimización de la pérdida de calor se vuelven imprescindibles. La correlación directa entre el calor generado y la pérdida de energía subraya la importancia de limitar la generación de calor. Comprender el consumo actual y la generación de calor de los componentes electrónicos permite tomar medidas proactivas para reducir significativamente el consumo total de energía del producto final. La optimización de la pérdida de calor y el consumo de energía de los dispositivos electrónicos reduce las emisiones de Alcance 3. Comprender la generación de calor y el uso de energía permite realizar esfuerzos proactivos para reducir el consumo de energía y las emisiones de Alcance 3.
Desafíos para reducir el consumo de energía durante el proceso de desarrollo de productos
Para reducir el consumo de energía de sus productos, los ingenieros enfrentan los siguientes tres desafíos durante la fase de desarrollo del producto:
- 1.Comprender cómo se consume la energía en los diferentes modos operativos
- 2.Identificar áreas de pérdida de energía
- 3.Seguir el ritmo del rápido desarrollo
1. Comprender cómo se consume la energía en los diferentes modos operativos
De cara al futuro, los fabricantes deberán revelar el consumo de energía de sus productos a los usuarios finales. Tradicionalmente, los fabricantes miden la potencia nominal de un producto utilizando instrumentos como medidores de potencia. Sin embargo, dado que las especificaciones tradicionales de consumo de energía se basan en el modo de funcionamiento de mayor consumo de energía, los usuarios que calculan el consumo de energía terminan con un valor inexacto y sobreestimado. Esta situación es la razón por la que existe una demanda creciente de datos sobre el consumo de energía para varios modos de operación. Los datos que verifican el consumo de energía del producto desarrollado en varios modos de funcionamiento, como modo de espera, funcionamiento nominal y sobrecarga, son información valiosa para los usuarios finales del producto y también tienen la ventaja de permitir una acción rápida hacia el Alcance 3. .
2. Identificar áreas de pérdida de energía
Para minimizar el desperdicio de energía, el examen simultáneo de datos interrelacionados (consumo de corriente, generación de calor e incluso vibración) es vital para obtener información más clara. Por ejemplo, los componentes que tienen un alto flujo de corriente en los equipos eléctricos contribuyen en gran medida a la generación de calor. Al comprender la relación entre el valor actual y la temperatura, podemos tomar medidas como reducir la corriente en el circuito para disminuir la cantidad de calor generado.
3. Seguir el ritmo del rápido desarrollo
Los ingenieros deben realizar rápidamente pruebas integrales de confiabilidad, durabilidad y destructivas dentro de un programa de verificación estricto para cumplir con el programa de lanzamiento del producto. Además, para adaptarse a los rápidos cambios de nuestro mundo, el desarrollo debe ser más rápido y sus procesos de evaluación deben agilizarse. Esto requiere el registro simultáneo de múltiples parámetros, como la corriente y la temperatura, para impulsar las evaluaciones de manera eficiente.
Registro del consumo actual y la pérdida de calor: la solución Hioki's para la reducción de emisiones de alcance 3
No es fácil identificar las causas de la pérdida de energía. Sin embargo, registrar y revisar el consumo actual junto con la temperatura de los componentes electrónicos durante períodos prolongados puede proporcionar información especial para esta tarea. Para esto, destacan el registrador de datos LR8450 Hioki's y el pequeño pero de alta precisión sensor de corriente CC CT7812 (o CT7822). El LR8450, un registrador de datos multicanal, captura parámetros eléctricos y físicos (corriente, voltaje, temperatura, vibración y datos del bus CAN) en hasta 330 canales.
Registrador de datos LR8450
Sensor de corriente CA/CC CT7812
El LR8450 y CT7812 (o CT7822) son ideales para este tipo de aplicación de medición del consumo de corriente y la temperatura por las siguientes razones:
- 1.Precisión al alcance de la mano: sensor de corriente de alta precisión del tamaño de un dedo para una medición sin esfuerzo
- 2.Detectar el desperdicio de energía rápidamente: seguimiento simultáneo de parámetros para detectar el desperdicio de energía de manera eficiente
- 3.Soluciones de medición adaptables: módulos versátiles adaptados a diversas necesidades
1. Precisión al alcance de la mano: sensor de corriente de alta precisión del tamaño de un dedo para una medición sin esfuerzo
Los pequeños sensores de corriente CC CT7812 (2 A) y CT7822 (20 A) destacan por su acceso a espacios reducidos alrededor de dispositivos de suministro de energía. Para medir la corriente, simplemente sujete el sensor a un cable del dispositivo objetivo. La sujeción fácil y no invasiva minimiza el impacto en el sistema de su dispositivo y reduce el tiempo de conexión, todo sin modificar su dispositivo. Los sensores de abrazadera Hioki's (detalles a continuación) también sirven para tareas de mantenimiento, como medir el uso actual del equipo instalado. Al utilizar tecnología flujo de compuerta, este sensor cuenta con cambios mínimos de temperatura y deriva, lo que garantiza un registro preciso y a largo plazo del consumo de energía.
Obtenga más información sobre la tecnología flujo de compuerta de nuestros sensores actuales aquí
2. Detectar el desperdicio de energía rápidamente: seguimiento simultáneo de parámetros para detectar el desperdicio de energía de manera eficiente
Las mediciones de temperatura y vibración pueden detectar eficazmente pérdidas a nivel de componentes a las que un sensor actual no puede acceder. El registrador de datos LR8450 no solo facilita las mediciones de temperatura y flujo de calor, sino que también captura datos de vibración y tensión. El registro simultáneo del consumo de corriente con la temperatura y la vibración permite identificar rápidamente las pérdidas de energía causadas por la generación de calor y vibraciones. La visualización en tiempo real de los datos registrados acelera los procesos de verificación y depuración del diseño. La visualización intuitiva de múltiples parámetros relacionados con el consumo como este garantiza una evaluación integral de los factores de pérdida de energía durante el desarrollo del producto.
3. Soluciones de medición adaptables: módulos versátiles adaptados a diversas necesidades
El LR8450 tiene siete módulos de medición que admiten varias grabaciones de señales. No solo puede integrar parámetros de registro básicos como voltaje, corriente, resistencia y temperatura, sino que también puede integrar sensores con salida lógica y de pulso, sensores de galga extensométrica y datos de medición de bus CAN. Su alta capacidad de ampliación en canales de medición lo hace útil para diversos fines de evaluación.
Algunos ejemplos de pruebas de evaluación donde el LR8450 es útil:
- Prueba de ciclo de temperatura: registro de la temperatura del objetivo de medición con alta precisión utilizando sensores de temperatura tipo Pt
- Prueba de durabilidad a la flexión del cable: controle y registre la resistencia del cableado utilizado en su producto
- Prueba de penetración de clavos de batería: registro de cambios repentinos de voltaje y temperatura con intervalos de muestreo de alta velocidad de 1 ms
- Prueba de calor a gran escala: registra datos de temperatura con más detalle (hasta 330 canales) para verificar el diseño térmico de su producto
Producto utilizado para el registro de corriente y temperatura.
La figura 1 muestra un ejemplo de los productos utilizados para medir la corriente y la temperatura de componentes en equipos electrónicos. Para la medición de corriente, existen dos tipos de módulos: el tipo de conexión directa U8556 y el tipo inalámbrico LR8536. Ambos módulos le permiten conectarse hasta cinco sensores de corriente. El LR8450 reconoce automáticamente el modelo del sensor de corriente conectado y convierte el resultado de la medición en la escala de corriente adecuada para su visualización, eliminando la necesidad de configurar el equipo. Los módulos de voltaje/temperatura U8550 o LR8530 (inalámbricos) pueden medir la temperatura utilizando un termopar como sensor de temperatura.
Fig. 1: Ejemplo de productos utilizados para esta aplicación.
La Tabla 1 presenta los sensores actuales Hioki's que son compatibles con el LR8450. Hioki ofrece una variedad de sensores que satisfacen las demandas de aplicaciones específicas, como el nivel de corriente y el diámetro del cable.
Tabla 1: Lista de sensores de corriente compatibles con el LR8450
| Producto | Escribe | Actual | Diámetro de conductores medibles | Aplicaciones |
|---|---|---|---|---|
| CT7812 CT7822 | AC/DC pequeño y de alta precisión | 2A 20 A | ø 5 mm | Medición actual de componentes electrónicos en dispositivos eléctricos y vehículos eléctricos. |
| CT7731 CT7736 | Auto-cero CA/CC | 100 A 600 A | ø 33 mm | Medición de corriente de inversores. |
| CT7742 | Auto-cero CA/CC | 2000 un | ø 55 mm | Medición de alta corriente y inversores. |
| CT7126 CT7131 | AC | 60 A 100 A | ø 15 mm | Medición actual de fuentes de alimentación comerciales. |
| CT7116 | AC | 6A | ø 40 mm | Medición de corriente de fuga de CA |
| CT7136 | AC | 600A | ø 46 mm | Medición actual de fuentes de alimentación comerciales. |
| CT7044 CT7045 CT7046 | AC | 6000 A | ø 100 mm ø 180 mm ø 254 mm | Medición actual de fuentes de alimentación comerciales. |
Finalmente
Los fabricantes de la industria electrónica están trabajando de manera proactiva para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero durante todo el ciclo de vida de sus productos: durante la producción, las ventas, el uso y la eliminación. El registrador de datos LR8450 Hioki's, combinado con sus sensores de corriente, desempeña un papel fundamental en la visualización de datos críticos de pérdida de energía, incluido el consumo de corriente, el calor y la vibración. Esta visibilidad marca un paso inicial hacia el diseño energéticamente eficiente para los desarrolladores. Para obtener información más detallada sobre el LR8450, explore los detalles de nuestro producto. Comuníquese también con nosotros para realizar demostraciones de productos o debates consultivos sobre aplicaciones y soluciones. Juntos, avancemos hacia un panorama electrónico más verde y sostenible.
