¿La mejor resistencia de derivación para aplicaciones de medidores de potencia?

Buscaba una resistencia de derivación para medir el uso de energía y me preguntaba si alguien tenía alguna experiencia con esto.

Debe ser capaz de manejar un circuito doméstico de 110 V/20 A.

EDITAR: Los monitores de energía están de moda en estos días y estaba pensando en armar un circuito simple para probar. Esto se usaría para medir un electrodoméstico o dispositivo electrónico típico, como un estéreo o un televisor. Similar a un Kill-a-watt o multímetro. Realmente no he pensado tanto en la precisión como en hacer que algo funcione bien. No he pensado en esto hasta el final, solo pensé que tal vez algunos aquí ya "han estado allí haciendo eso".

Respuestas (7)

La clave es encontrar uno con una resistencia lo suficientemente baja como para que no tenga que disipar mucha potencia.

Dos de estos en paralelo harían el trabajo: http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=TMC5-.10-ND

Con dos en paralelo, la resistencia será de 0,05 ohmios, por lo que a 20 A, tendrás que disipar 20 * 20 * 0,05 = 20 W. Están clasificados para 5 W continuos, o 10 W para los dos. Mientras no tenga que mantener 20 A, funcionarían bien.

Voy a ver si puedo desenterrar algo mejor.

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Editar: aquí hay una mejor solución.

Pruebe uno de estos: http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=MR50.01FTR-ND

La resistencia es de 0,01 ohmios, por lo que a 20 A, disipará 20 * 20 * 0,01 = 4 W. La pieza tiene una capacidad nominal de 5 W continuos, por lo que está seguro.

El problema con el uso de una resistencia de 0,01 ohmios es que solo obtendrá 9 mV para una carga de 100 W. Esto puede ser bastante difícil de medir sin un buen amplificador frente al ADC (o un buen ADC sigma-delta con bajo voltaje de referencia).
Ese es un buen punto. Supongo que necesita un amplificador de instrumentación a través de la resistencia de derivación.
Las resistencias de derivación bajas siempre requieren amplificadores de instrumentación (o monitores de detección de corriente). Puede obtener chips baratos que amplifican las señales 50x o incluso 100x y funcionan para un amplio rango de voltaje. Es probable que esté haciendo una condición de señal antes de ponerlo en un ADC de todos modos. Los amplificadores de instrumentación pueden lograr ganancias de 1000x a 10000x, pero eso no es de mucha utilidad en mV.

No ha indicado la precisión que necesita o el rango de corrientes que desea medir.

Si está buscando una medida del 5%, es posible que desee ver un transformador de corriente o un dispositivo de efecto Hall. Lo bueno de estos es que te dan aislamiento de la línea. Eche un vistazo a las diversas notas de aplicación del medidor de potencia en los sitios de TI, Microchip y ADI. Probablemente tendrán algunas recomendaciones específicas.

Para una resistencia, tenga cuidado con la disipación de energía. Debe reducir la disipación y es posible que deba observar el coeficiente de temperatura para obtener precisión. Además, algunas resistencias de potencia tienen recomendaciones de montaje muy específicas: altura de la placa de circuito impreso, la cantidad de potencia que disipan los componentes adyacentes. Si necesita una medición precisa, querrá una resistencia con conexiones Kelvin (cuatro terminales). Si necesita una amplia gama de corrientes, es posible que también necesite un amplificador de instrumentación.

He mirado los sensores de efecto Hall y CT, pero quería investigar más este método.

Ah, en realidad quiere construir un medidor de potencia: eche un vistazo al STPM01. Es un IC diseñado para ser el núcleo de un medidor de energía residencial.

http://www.st.com/stonline/products/families/analog_and_mixed_signal/interface_ics/related_info/stpm01.htm

Digikey los tiene en stock por $ 9.94 en cantidad. 1. Necesitaría conectarlo a un microcontrolador de algún tipo a través de SPI.

Sospecho que también hay otros circuitos integrados como este disponibles, tal vez verifique Analog Devices, Linear Technology y TI.

El enlace a ST ic está roto.

Para rangos de corriente más altos, como el que está viendo, probablemente sea mejor usar una captación inductiva. Esto le permite medir corrientes altas con precisión, sin tener que disipar mucho calor de las resistencias de derivación.

Un ejemplo sería Digi-Key 398-1081-ND , que proporciona una salida de voltaje de CC proporcional a la corriente de CA en el sistema.

Si solo está midiendo CA, use un transformador de detección de corriente, como este EPCOS de Digikey (o hojee algunos otros ). Ofrece una resistencia mucho menor que una resistencia de derivación (0,8 mΩ nominalmente) y brinda el beneficio adicional de aislar su circuito de detección de la línea principal.

Los sensores de corriente de efecto Hall también ofrecen un rendimiento similar, como estos de Allegro , pero funcionan tanto con CC como con CA. Digi-Key también ofrece la mayor parte de su oferta de productos.

El ACS714 de Allegro viene en un paquete SOIC común y tiene una resistencia de derivación interna , por lo que no se preocupe por las resistencias parásitas en la medición.

PCB ACS714

El ACS714 mide corrientes bidireccionales de hasta 30 A y emite de 66 a 185 mV/A.

Se supone que las resistencias de derivación se usan para CC, para CA se supone que se usan abrazaderas de amperaje, que es el mismo transformador de corriente.

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