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ADE9153A – Circuito de monitoramento de energia da Analog Devices (COMD009)

O monitoramento do consumo de energia é importante em nossos dias para termos o gerenciamento inteligente das fontes produtoras e dos consumidores de energia, formando o que se denomina “smart grid”. Produtos específicos podem ser agregados a diversos equipamentos e para isso existem componentes como o ADE9153A que destacamos neste artigo. (*).

(*) Este artigo foi elaborado com base nas informações contidas no datasheet do componente, acessada em ade9153a-1502832.pdf   e também no Application Note NA-1571 que pode ser acessado no site da Analog. Lembramos ainda que este componente pode ser adquirido na Mouser Electronics acessando-se o link https://br.mouser.com/_/?Keyword=ADE9153AACPZ .

O ADE9153A da Analog Devices consiste num circuito integrado único destinado à medida do consumo de energia em circuitos de uma fase, realizando esta tarefa com grande precisão e ainda contendo recursos de auto calibração.

O dispositivo possui o recurso de automaticamente calibrar seus canais de corrente e tensão sem a necessidade de uma fonte de referência de precisão, isso quando a medida é feita com o uso de um resistor como shunt, conforme mostra a aplicação típica da figura 1. O recurso, denominado mSure suporta medidores Classe 1 e Classe 2.

 

Figura 1 – Circuito típico de aplicação
Figura 1 – Circuito típico de aplicação

 

O circuito integrado ADE9153A incorpora três conversores analógicos-para-digitais com uma relação sinal/ruído de 88 dB.

Com os recursos que possui, ele pode medir a qualidade de energia como a detecção de passagem por zero, cálculos de período de linha, medidas de ângulo de fase, quedas de tensão (dips), surtos (swells), potência ativa e reativa, detecção de sobrecorrente, fator de potência.

Cada uma das entradas dos canais possui etapas de ganho independentes.

O ADE9153A opera com alimentação de 3,3 V sendo fornecido em invólucro LFCSP de 32 pinos, conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 – Invólucro e pinagem
Figura 2 – Invólucro e pinagem

 

Na tabela 6 do datasheet podem ser encontradas as funções de todos os pinos.

Também podemos encontrar no datasheet informações sobre a performance do componente, por exemplo, a linearidade obtida na medida da potência ativa. O gráfico dado como exemplo é mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Linearidade na medida da potência ativa
Figura 3 – Linearidade na medida da potência ativa

 

Um outro gráfico que merece atenção é o que mostra como a percentagem de erro varia com as mudanças da frequência da rede. Os valores são plotados para frequências de 45 a 65 Hz. (Figura 4)

 

Figura 4 – Erro em função da frequência de linha
Figura 4 – Erro em função da frequência de linha

 

Passando ao Application Note, verificamos que nele temos a descrição do processo de auto calibração mSure com o ADE9153.

O Application Note fornece uma visão geral do uso do recurso de auto calibração para a calibração de um sistema usando este componente. Todos os cálculos necessários ao seu projeto são detalhados de modo que você obter um projeto final que atenda as suas necessidades com o máximo desempenho.

 

 

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