中心議題:

• 討論低設備功耗的方法 - 精確測量

解決方案:

• 在每個負載點進行測量和控製
• 測量準確度需要高分辨率、高精度和動態範圍

有人預言
，全世界的能量需求很可能超出了所供給的能量。美國能源部估計，預計美國總的能源消耗在2035年將增加30%，達到5萬億千瓦，而在同一時期計劃開發的能源，包括可再生能源，增長率僅有22%。

此(ci)外(wai)，對(dui)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)的(de)策(ce)略(lve)則(ze)是(shi)非(fei)常(chang)原(yuan)始(shi)和(he)低(di)效(xiao)的(de)，結(jie)果(guo)降(jiang)低(di)了(le)能(neng)源(yuan)分(fen)配(pei)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)正(zheng)努(nu)力(li)改(gai)善(shan)所(suo)有(you)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)中(zhong)能(neng)量(liang)的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv)，包(bao)括(kuo)商(shang)用(yong)設(she)備(bei)、家用設備、gongyedianji，yijiwangluoshebei。raner
，yexuyaozhidaozaiyigebihuanxitongzhongnengliangshizenyangbeixiaohaolaichanshengyouyizuoyonghejianshaolangfeide。gaishanxiaolvzhishizhongduoyinsuzhongdeyige。gaibianxiaofeizheduixiaolvdebuguanxinkeyitongguogonghaozhinengjianshilaishixian

，takeyigeichujienengdexuanze。

精(jing)確(que)的(de)功(gong)耗(hao)測(ce)量(liang)和(he)持(chi)續(xu)監(jian)視(shi)產(chan)生(sheng)的(de)數(shu)據(ju)可(ke)以(yi)提(ti)交(jiao)給(gei)本(ben)地(di)數(shu)據(ju)和(he)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)。一(yi)旦(dan)數(shu)據(ju)到(dao)達(da)網(wang)絡(luo)，許(xu)多(duo)種(zhong)經(jing)過(guo)最(zui)低(di)程(cheng)度(du)折(zhe)中(zhong)的(de)功(gong)率(lv)消(xiao)耗(hao)改(gai)進(jin)措(cuo)施(shi)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)給(gei)出(chu)。實(shi)際(ji)上(shang)，這(zhe)樣(yang)的(de)數(shu)據(ju)網(wang)絡(luo)可(ke)以(yi)指(zhi)導(dao)我(wo)們(men)改(gai)善(shan)生(sheng)活(huo)方(fang)式(shi)

，例(li)如(ru)當(dang)空(kong)調(tiao)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)不(bu)會(hui)讓(rang)人(ren)感(gan)到(dao)無(wu)法(fa)理(li)解(jie)。

精確測量將提供理解
、確認、報bao告gao和he修xiu正zheng設she備bei功gong率lv消xiao耗hao或huo功gong率lv分fen配pei所suo必bi須xu的de信xin息xi。消xiao費fei者zhe需xu要yao準zhun備bei好hao應ying對dui在zai電dian費fei帳zhang單dan結jie算suan方fang式shi和he如ru何he平ping衡heng選xuan擇ze所suo盡jin義yi務wu等deng方fang麵mian不bu可ke避bi免mian的de變bian化hua。當dang我wo們men要yao時shi常chang麵mian對dui每mei千qian瓦wa時shi3.00美元的電費時，會發生什麼呢？這一天正在到來。

在每個負載點進行測量和控製

為wei了le通tong過guo智zhi能neng功gong率lv管guan理li和he消xiao費fei者zhe的de選xuan擇ze來lai取qu得de高gao效xiao率lv，不bu僅jin需xu要yao精jing確que測ce量liang設she備bei的de總zong體ti功gong率lv
，例li如ru整zheng個ge設she備bei消xiao耗hao的de總zong功gong率lv
，而er且qie也ye需xu要yao在zai負fu載zai點dian處chu進jin行xing精jing確que測ce量liang，例li如ru空kong調tiao、洗碗機
、計算機，或者照明燈具等。

zhinengdianbiaokeyiantianjiliangdianlixiaohao

，zheweixiaofeizhetigonglegaibiantamenyongdianmoshidezuihaofangfa。weilegaishanzidongkongzhifangshi
，xuyaoweixiaofeizhetigonggezhongxuanzehezengzhifuwu
，meigeshebeibixubeilianjiedaobendishujuhekongzhiwangluo，yongyujianshibingyunxukongzhijianzhuwuneidegezhongfuzai。tongguogonglvceliangheshiyongfangshitongji，jiukeyiweixiaofeizhetigongxiangyingdefuwu，liruweihutiaodu。zheyangdewangluokeyishiyonggezhonggeyangdepeizhihexieyishixian，wanquanqujueyuyingyong。

tongguoshibiediannengshizenyangshiyongde
，baokuojingquegonglvceliangdebendishujuhekongzhiwangluokeyiweixiaofeizheheshangyeyonghujiangdigaoedefeiyong。yonghukeyikandaoshiyongkongtiaodefeiyongdayueshimeiyue200美元（使用價值），或者與中午使用幹燥機而不是下午7點使用的費用差異（使用的時間價值）更可能改變他們的使用方式。

這些在以前隻能通過昂貴高端儀表采集到的每個負載點數據現在隻需要幾美元。功率因數（Power Factor:PF）和視在功率（apparent power:VA）信息可以很容易地獲得，這些參數能夠用於優化功率分配預算
，例如預測設備維護時間，以及理解陳舊係統的疲勞程度。

圖1描述了一台使用兩種不同電源適配器供gong電dian的de筆bi記ji本ben電dian腦nao的de功gong率lv消xiao耗hao。即ji使shi實shi際ji負fu載zai一yi樣yang
，從cong電dian力li線xian上shang供gong應ying的de功gong率lv也ye有you很hen大da的de不bu同tong。這zhe些xie有you價jia值zhi的de信xin息xi現xian在zai都dou可ke以yi非fei常chang容rong易yi地di獲huo得de。統tong計ji的de結jie果guo可ke以yi用yong於yu調tiao整zheng設she備bei的de工gong作zuo行xing為wei。在zai電dian壓ya或huo線xian路lu頻pin率lv上shang的de微wei小xiao降jiang落luo都dou有you可ke能neng預yu示shi著zhe某mou種zhong供gong電dian故gu障zhang，都dou會hui使shi設she備bei進jin入ru保bao護hu模mo式shi。 [page]
交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)的(de)過(guo)零(ling)信(xin)息(xi)也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)定(ding)時(shi)，這(zhe)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)繼(ji)電(dian)器(qi)觸(chu)點(dian)分(fen)離(li)和(he)閉(bi)合(he)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)弧(hu)。當(dang)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)以(yi)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)方(fang)式(shi)獲(huo)得(de)時(shi)，就(jiu)可(ke)以(yi)對(dui)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)許(xu)多(duo)種(zhong)改(gai)進(jin)。當(dang)從(cong)定(ding)性(xing)評(ping)估(gu)過(guo)度(du)到(dao)定(ding)量(liang)測(ce)量(liang)時(shi)，投(tou)資(zi)的(de)回(hui)報(bao)也(ye)更(geng)容(rong)易(yi)量(liang)化(hua)和(he)控(kong)製(zhi)，因(yin)此(ci)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)就(jiu)非(fei)常(chang)必(bi)要(yao)了(le)。圖(tu)2描述了一個非常容易使用的數據采集係統。

圖2 一種使用78M6612 SoC芯片
、基於USB接口的電源插座監視演示設備

準確度的重要性

智(zhi)能(neng)功(gong)率(lv)管(guan)理(li)算(suan)法(fa)的(de)實(shi)現(xian)需(xu)要(yao)清(qing)楚(chu)描(miao)述(shu)實(shi)際(ji)功(gong)率(lv)消(xiao)耗(hao)和(he)實(shi)際(ji)的(de)需(xu)要(yao)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)測(ce)量(liang)具(ju)有(you)相(xiang)當(dang)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。目(mu)前(qian)，片(pian)上(shang)係(xi)統(tong)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)普(pu)遍(bian)

，它(ta)使(shi)每(mei)個(ge)設(she)備(bei)都(dou)具(ju)備(bei)了(le)成(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)的(de)能(neng)力(li)。例(li)如(ru)，Teridian公司的78M6612交流功率監視SoC可以測量10mA～20A的電流，而且從-40℃～+85℃溫度範圍內的測量誤差低於0.5%。

達到很高的測量準確度需要高分辨率、高精度和很寬的動態範圍。許多通用MCU在測量準確度方麵受到限製，因為它們隻有10或12位的ADC。而 78M6612有一個22位的ADC
，動dong態tai範fan圍wei和he準zhun確que度du也ye非fei常chang高gao。動dong態tai範fan圍wei影ying響xiang的de不bu僅jin僅jin是shi準zhun確que度du。跨kua越yue很hen寬kuan動dong態tai範fan圍wei進jin行xing測ce量liang允yun許xu相xiang同tong的de電dian路lu監jian視shi不bu同tong領ling域yu的de應ying用yong，從cong而er使shi成cheng本ben更geng低di。

總結

本文主要討論降低設備功耗的方法 - 精(jing)確(que)測(ce)量(liang)，為(wei)了(le)通(tong)過(guo)智(zhi)能(neng)功(gong)率(lv)管(guan)理(li)和(he)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)選(xuan)擇(ze)來(lai)取(qu)得(de)高(gao)效(xiao)率(lv)，不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)的(de)總(zong)體(ti)功(gong)率(lv)，例(li)如(ru)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)消(xiao)耗(hao)的(de)總(zong)功(gong)率(lv)，而(er)且(qie)也(ye)需(xu)要(yao)在(zai)負(fu)載(zai)點(dian)處(chu)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)。因(yin)此(ci)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)在(zai)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)時(shi)一(yi)定(ding)要(yao)從(cong)多(duo)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa)。