电流传感器在太阳能装置中的应用

2020-09-22

   当太阳能电池板所产生的电能反馈回电网时（一个“电网连接”系统），可以采用两种连接方式：

   将太阳能电池组件与逆变器连接，经变压器接入电网，或者将逆变器直接与电网连接，避免使用变压器（无变压器系统）。

   电流传感器可用于峰值电流检测，用于真实值与设定点的对比。逆变器还在控制输出频率的系统中使用电流传感器。实际上，无论频率何时移出预选范围，逆变器都会停止运行一会儿（短于两秒）。

   由于在电网上（交流侧）需要不能超出的低直流值，因此偏移和温度漂移必须尽可能最好。对电网连接的另一个要求是不能将直流电流供进电网。由传感器偏移或IGBT通信产生的直流电流可能会引起网络麻烦。该电流可能会使变压器产生饱和，这样会使网络产生更多损失和更多谐波。对于无变压器配置，这不是个大问题。

   尽管各国都有自己各自不同的接受值，但是共同要求都是标称输出电流的0.5%或1%，或者在一些国家是一个限定值（英国为20mA，德国和比荷卢三国关税同盟为1A，日本为100mA，中国和美国为50mA）。如果直流电流大于这个限定值，则必须将系统与电网断开。对于是否需要测量直流电流或只是检测临界值，现在还没有清晰的界定。

   在未来的太阳能设计中，该电流可能会予以补偿。直流元件会通过测量交流电流的平均值来计算；这代表直流元件。因此，逆变器控制环路中所使用的电流传感器直流偏移应该尽可能的低。而且，应避免由于逆变器IGBT切换延迟而产生的直流偏移或使其尽可能的小。该直流偏移可导致网络分配变压器产生饱和。为了减小这个直流偏移，正在开发新的逆变器拓扑技术。

   HMS电流传感器外形尺寸仅仅为16（长）x13.5（宽）x12（高）mm

   而且，当印刷电路板上用于电流测量的空间很紧张时，理想情况是将初级导体进行集成。将这些模块直接表面贴装到印刷电路板上，从而降低制造成本，同时也避免混淆各种焊接工艺。除了外形尺寸小之外，HMS设计还实现了8mm漏电和间隙距离。通过一个600CTI对其塑料管壳进行累积，使得HMS具有高隔离性能（测试隔离电压：4.3kVRMS/50Hz/1分钟）。

   可提供涵盖标称交流、直流、脉冲和混合隔离电流测量的四种标准模块，这些模块可在宽至±3xIPN的测量范围内测量高达50kHz的5、10、15或20ARMS电流。四种模块的机械设计完全相同，因此这些模块可用于测量整个最终产品范围的电流。增益和偏移为固定值并进行了设定，因此，在lpn，输出电压等于输入或输出基准电压±0.625V。

   除了与传统离散技术相比更宽的工作温度范围（-40到+85°C）之外，这些性能改善还包括更好的偏移和增益漂移以及线性度。

   传感器标有CE标识，符合EN50178标准。

   这些传感器可用于诸如电力逆变器（太阳能、风力等）等工业场合以及家用电器、变速驱动器、UPS、开关电源和空调，使这些装置的效率更高。

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