JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Om man byter ut dagens mekaniska mikrobrytare i säkringsskåpet mot elektroniska brytare som dessutom kan mäta och styra strömmen går det att skapa helt nya tjänster. Som att fjärrstyra värmen.
Lösningen kommer från uppstartsföretaget Blixt som inom kort släpper ett utvecklingspaket för alla som vill experimentera med den nya tekniken.

Dagens säkringar för 230 volt är rent mekaniska och måste återställas manuellt när de löst ut. Eller bytas om det handlar om en smältsäkring som den klassiska porslinsproppen.


– Vi är de enda som helt och hållet ersatt all mekanik i mikrobrytarna med elektronik, säger Trued Holmquist, en av fyra grundare av Blixt Tech.

Men visionerna hos uppstartsföretaget är betydligt större än att putta ut de mekaniska dvärgbrytarna från proppskåpen. Lösningen kan även mäta och styra strömmen i realtid, så den kan reglera den tillförda effekten. Eller i helt andra sammanhang, som i testriggar till fordon för att koppla in och ur signaler och ström.

– När vi började fundera på det här gjorde vi en snabbskanning av patentsituationen och hittade inget, vilket överraskade oss. Vi trodde att sånt här fanns.

Men tittar man på de dvärgbrytare som jättar som ABB, Schneider, Siemens eller Hager tillverkar så är de rent mekaniska.

Det här är både bra och dåligt för Blixt. Bra för att konkurrensen är minimal. Blixt har bara hittat ett förtag som tänkt i samma banor men lösningen är för stor för att rymmas i dvärgbrytaren. Konkurrenten är dessutom bara verksamma i USA. 

Mindre bra är att reglerna för certifiering av dvärgbrytare är skrivna för mekaniska lösningar. Det går därmed inte att certifiera en elektronisk dvärgbrytare. För att brytaren ändå ska gå att sälja kommer det till att börja med att finnas en smältsäkring i serie med den elektroniska.

– Vår säkring är mycket snabbare så vi kan ge livstidgaranti på den, säger Jan Johansson som är medgrundare till Blixt.

I sämsta fall tar det 250 ns för den elektroniska säkringen att bryta fasen. Det är betydligt snabbare än för en smältsäkring.

I och med att brytaren hela tiden ligger och mäter effekten – även när den löst ut – skulle den mycket väl kunna släppa på strömmen automatiskt när kortslutningen är borta.

– Vad vi kan göra är en sak och vad vi får göra en annan. Det bestäms av vad myndigheterna säger.

Dagens brytare kan inte återställa sig själva, därmed finns inget skrivet om automatisk återställning i reglerna. Det kommer därför att dröja innan funktionen kan bli praktiskt användbar i proppskåpet.

En betydligt lägre hängande frukt är att styra värmen i fastigheter med direktverkande el. Beroende på storlek på huset kan det vara en eller flera rum per säkring. Belysning och vägguttag ligger normalt på andra säkringar, vilket gör det förhållandevis enkelt att sätta in brytare som styr uppvärmningen.

– Direktverkande el är inte så stort i Sverige, men däremot i länder som Norge och Frankrike, säger Trued Holmquist.

Här finns också företagets rötter. De fyra grundarna kommer alla från Manetos Labs som utvecklade ett styrsystem för värmepumpar till vattenburna uppvärmingssystem. Styrningen sker genom att ledningen till yttertermometern kapas. Istället matar Manetos in en fiktiv yttertemperatur som gör regleringen effektivare genom att man kan ta med faktorer som väderprognoser och innetemperatur. Plus att det blir enklare att exempelvis dra ned temperaturen via en app i mobilen när man är på semester men ändå vill ha rätt temperatur när man kommer tillbaka.

– Vi ville bredda oss till alla typer av system, säger Trued Holmquist.

Belysning är en annan intressant tillämpning. Lysdiodsbelysningar är visserligen energieffek­tiva men kan ha en strömspik på flera hundra ampere när de startar vilket gör att man aldrig kan utnyttja en säkring fullt ut, då skulle den lösa ut när belysningen slås på. Det här är ett problem på kontor eller andra ställen med mycket belysning som tänds samtidigt.

– Idag får man säkra upp när man byter till ledbelysning. Ofta har man 16 A trots att belysningen inte drar mer än 5 A, säger Trued Holmquist.

Genom att nyttja mätningen och styrningen av strömmen går det att ta ner spiken som uppstår när belysningen slås på och därmed slippa säkra upp.

En annan tillämpning som skulle kunna vara intressant för elnätsbolagen är lastbalansering. Med Blixt teknik går det att styra bort laster i ytterkanten av näten vilket underlättar övergången till mer förnybar energi.

– Vi kan hålla koll på det i och med att vi mäter strömmen och detekterar nollgenomgången, säger Jan Johansson.

Alla tillämpningar som utgår från proppskåpet kräver dock tidsödande certifiering, då är det betydligt enklare att komma in i testriggar för fordon.

Det handlar om uppställningar där man vill koppla i och ur olika elektriska system och samtidigt mäta strömmen.

– Vi ska börja ta fram test­riggar redan i år och leverera de första innan årsskiftet.

Tankarna på den elektroniska brytaren tog form runt 2014 och två år senare skickades den första patentansökan in. Det visades sig dock vara svårt att både driva ett litet uppstartsföretaget som ­Manetos Labs och parallellt utveckla en helt ny produkt. I våras köpte därför de fyra grundarna ut patenten och startade Blixt.

Hittills har grundarna stått för finansieringen plus att ­företaget fått bidrag från bland annat ­Energimyndigheten. Inom kort ska den första såddfinansiering vara säkrad men för att gå i mål med certifieringen och att integrera allt i en asic behövs betydligt större pengar.

– Det handlar om ungefär 100 miljoner, säger Trued Holmquist. 


Fungerar som en vattenkran

Brytare är egentligen fel ord för att beskriva Blixt lösning, den liknar mer en vattenkran som kan reglera flödet av strömmen än en omkopplare med två lägen.

– Det handlar om att ta ner effekten så att den blir ofarlig, säger Jan Johansson.

Brytaren klarar i den första versionen 32 A i det amerikanska elnätet med 110 volt och 16 A för elnät med 230 V.

Att kortet bara stryper fasen gör det ­möjligt för systemet att fortsätta mäta strömmen när säkerhetsbrytaren löst ut. 

Hur systemet då strömförsörjs får vi inte veta annat än att det inte finns något batteri.

– En av patentansökningarna handlar om det, säger Jan Johansson. 

Lösningen klarar såväl växelström som likström.

Precis som i en mekanisk dvärgbrytare är det enbart fasen som går in på Blixt kretskort så effekten som kretsarna behöver hantera är begränsad. 

Förutom en Armprocesssor och minne finns en sensor och ett antal krafttransistorer på det minimala kortet.

Kommunikationen med omgivningen sker via Ethernet, fiber eller via elledningen med så kallad power line communication, (PLC). Beroende på tillämpning kan data gå direkt till molnet eller till en gateway i hemmet.

Hur ofta brytaren behöver leverera mätvärden beror på applikationen. 100 gånger per sekund är inget problem, det går att få mer än så men behövs inte om man har ett elavtal med timavläsning. Handlar det om en testrigg kanske det behövs mer än 100 mätvärden per sekund.

– Det går att uppgradera med mjukvaran. Kilohertz är inget problem, säger Jan Johansson. 

Värt att komma ihåg är att mätningarna för att skydda användaren, säkringsfunktionen, är frikopplad från de mätvärden som levereras till omvärlden.

– Nödbrytning är en autonom funktion. 

Idag finns en fullt fungerande prototyp som tagits fram tillsammans med kontaktstillverkaren Flex. 

I november ska företaget börja sälja utvecklingspaket med brytare och tillhörande mjukvara. Parallellt med att ta fram utvecklingspaketen har arbetet startat med att integrera alla komponenter i en asic, som väntar finnas framme om två till tre år.

– I stora volymer skulle den kunna hamna under två dollar i tillverkningskostnad, säger Jan Johansson.

Företaget siktar dock på att licensiera ut kunnandet till andra företag som skapar produkter och tjänster, inte tillverka dvärgbrytare själv. Det kan vara dagens aktörer inom elkraftområdet, elnätsbolag eller andra företag beroende på tillämpning och kundgrupp.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

I pipeline finns också en ny typ av kraft­omvandlare som kan matas med och leverera både växel- och likspänning.

– Det vi skjuter in oss på är inte effektiviteten även om vi får 98,7 procent. Det är kostnaden och storleken, tänk solpaneler och batterier.

Omvandlaren har potential att bli tillräckligt liten för att exempelvis integreras i solpanelen.

– Idag är halva kostanden för en solcellsanläggning invertern, säger Trued Holmquist.


 

ANNONS:

Oktoberchansen

Vill du ha en Raspberry Pi – den populära enkortsdatorn från Farnell element14?
    Vi delar ut tio Raspberry Pi 3 Model B+ bland de som tecknar en ny prenumeration på Elektroniktidningen under september och oktober. Även trogna prenumeranter som förnyar sina uppgifter kan delta i kampanjen.
    Farnell element14 sponsrar kampanjen, som pågår fram till midnatt den 31 oktober.
    OBS glöm inte att kryssa i rutan för nyhetsbrev för att kunna vara med i utdelningen!
Prenumerera och delta!
MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)