전력 측정 시장, '25년까지 매년 4.5% 성장한다
정확한 전력 측정 위해 측정 시스템 보정 필요
ADI mSure, 고가 보정 장비 없이 보정 수행


전력 소비가 날로 증가함에 따라 전기세와 탄소 배출량을 줄이기 위한 전력 측정(metering) 솔루션이 주목받고 있다. 각종 기기와 설비가 인터넷으로 서로 연결되면서 스마트시티와 스마트팩토리 도입이 본격화되고 있으며, 전력 측정 시장도 꾸준하게 성장하고 있다.

모도 인텔리전스(Mordor Intelligence)의 ‘전력 측정 시장 - 성장, 동향, 코로나19 영향, 그리고 전망(Power Metering Market - Growth, Trends, COVID-19 Impact, and Forecasts) 2021-2026’ 보고서에 따르면, 해당 시장은 2020년부터 2025년까지 매년 4.5％씩 성장할 것으로 예상된다. 코로나19로 인한 비대면 기조 확산은 이러한 추세를 더욱 돋구고 있다.

기기와 설비가 얼마만큼의 전력을 소비하고 있는지 정확하게 파악하는 것은 해당 제품을 사용하는 개인과 기관의 재무 관리에 도움 된다. 또한, 전력 소비량만 산출하는 것에서 그치지 않고 다양한 전력 관련 수치를 모니터링하여 제품의 고장을 미리 파악할 수도 있다.

아나로그월드 기술지원팀의 이승규 부장은 “최근 전력 소비에 관한 관심이 늘어나고 있으며, 사용량을 정확하게 측정하여 요금을 부과하는 애플리케이션이 늘어나고 있다”라며, 그 예로 가로등 제어기, 전기차 충전기, 데이터 센터 전원공급장치 등을 들었다.

전력 측정 시스템이 가정과 기업 등에서 널리 채택되고 있다. 그만큼 다양한 시스템이 대량으로 생산되고 있다. 이 부장은 “전력 측정 시스템은 양산품끼리 정확도 측면에서 차이가 난다”라며, “클록 및 센서 편차, 부품 간의 편차가 모여 정확도를 떨어트리기 때문에 보정(calibration)을 통해 정확도를 올려야 한다”라고 말했다.

제품마다 정확도를 일일이 보정하긴 쉽지 않다. 몇몇 칩셋 제조사는 전력 측정 시스템 IC에 자동 보정 기능을 탑재하고 있다. 아나로그디바이스(ADI)의 ADE9153A 전력 측정 IC는 내부에 ‘mSure’라는 하드웨어 블록을 포함했다. mSure는 스스로 신호를 발생하여 센서를 거쳐 다시 들어오는 신호를 분석한다.

전력 측정 시스템은 ‘센서→필터→증폭기→ADC→DSP’와 같이 신호가 흘러가는 경로를 통해 전력을 측정한다. mSure는 시스템이 사용하는 전력 측정 신호 경로를 동일하게 활용하여 보정 작업을 정확하게 수행한다.

이승규 부장은 “ADE9153A 전력 측정 IC는 칩 스스로 보정을 하기 때문에 별도로 고가의 보정 장비를 보유할 필요가 없으며, 보정에 필요한 노동도 추가로 들어가지 않는다”라며, “따라서 보정 장비를 유지보수할 필요도 없으며, 보정 개념이 익숙지 않은 엔지니어도 손쉽게 보정 작업을 수행할 수 있다”라고 설명했다.

자가 보정 능력을 포함하는 ADE9153A 전력 측정 IC는 전압, 전류, 유효/무효/피상 전력, 역률, 선로 주파수, 위상 각 등의 측정이 가능하다.

이승규 부장은 “단상에선 앞서 설명한 △ADE9153A 전력 측정 IC와 △중립 전류 측정 기능을 포함하는 ADE7953 단상 다기능 측정 IC, 3상에는 △ADE9000 고성능 다상 전력 품질 측정 IC를 활용하면 정확도 높은 전력 측정 시스템을 생산하고 관리하기 수월할 것이라 조언했다.