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電力計がちょうどよい

ICの消費電力を推定したいという話があって、

ICの足で電力を測定できればよいのだが、それはなかなか難しい。

1つのICに電源端子がいくつもあったり、ICの足で消費電力を測定するのは難しい。

そこまで厳密な測定はいらないので、プリント板の入口で電力を測定すれば、推定できるんじゃないかという話になった。


プリント板の電源入力のところにヒューズが入ってるので、

ヒューズに直列に電流計を挿入できるように細工をして、マルチメーターで電流を測定した。

測定は出来たが、これって妥当な結果なのかな?

ということで設計者に確認してみると、設計上の最大消費電力の半分以下ではあるのだが、桁が違うほどではない。

ただ、動作条件に対する消費電流の変化が想定と異なったので、どうしたもんかと。


そこで判明したのだが、測定対象のICに供給する電力を作るのに、スイッチングレギュレータを使っているようだ。

プリント板の入力電源電圧とICの電源電圧が違うことは知っていたのだが、

リニアレギュレータで電圧をドロップさせているのかなぁと思っていた。

だから、ICの消費電力を推定するのに、プリント板の供給電圧はあまり重要ではないと思い込んでいた。

でも、スイッチングレギュレータというのは、入力電圧が変化すると、必要な電力に応じて消費電流が変化する。

ということは、電圧も測定して、電流×電圧で消費電力を出さないと、正しくICの消費電力が推定できないことに気づいた。

測定条件によって入力電圧も変化しかねないですから。


電流と電圧を同時に測定しないといけないけど……というところで電力計を使えばよいことに気づいた。

交流電力の測定だと電力計は必須だが、直流だと電流×電圧で求まるので、必須とまでは言えない。

ただ、1台で電流と電圧を測定できるのだから、まさに適しているのは確か。

電力計なんて使うのは、高専時代の実験以来だなぁなんて思いながら結線していた。

もっとも、あの頃使ってた電力計はアナログの指示計器で、交流しか測定できませんでしたけどね。

職場に置いてあるのはデジタル式で、直流からそれなりに高い周波数までの測定精度が保証されている。

1Wもいかないような電力を測定するには不釣り合いな気もするけど、用途的には全く問題ない。


電力計というのは、電流の測定端子と、電流の測定端子を別々に持っている。

電力計は使い方に応じて、電流・電圧の結線方法がいろいろ変わるので、それぞれ自由に結線できるようにしてあるのだろう。

デジタルの電力計というのは、電流・電圧をそれぞれ測定したのを、デジタルでかけ算・積分して電力を出しているだけのはず。

それを高精度にやるにはデジタル信号処理の工夫もいろいろあるんだろうけど、測定回路としては電流計+電圧計というのが実情ではないか。

アナログの電力計は電流計・電圧計とは測定原理からして違うけど。


条件を変えて測定してみると、電源電圧が条件によって変化するので、

電力計で測定するアプローチは妥当だったようだ。

もっとも、それでも動作条件と消費電力の対応に想定と異なる点が残った。

もうちょっと工夫が必要そうだね。


Author : Hidemaro
Date : 2019/08/08(Thu) 23:36
電気・数学・物理 | Comment | trackback (0)
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