电流传感器在太阳能装置中的应用
来源： 作者： 发布时间：2015-03-17 10:14:22 浏览量：除了诸如《京都协议书》等政治策略所带来的动力和压力之外，多种形式能源不断增长的成本以及“更洁净”动力源的搜寻也在推动着对诸如太阳能等替代能源的关注。许多新设计不断涌现，从而最有效和高效地利用这些能源。这些设计具有当今电子技术的支持，其中包括电流传感器。
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（图1）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）（图2）。
图 1
图 2
另外一个解决方案是不将电能送进电网，而是对用于自动化装置加电的电池进行充电。这就是“离网”。对于偏僻建筑的应用，如开采沉陷、澳大利亚或加拿大或第三世界国家村庄内的偏僻沉陷，以及路标和地下光等。
现在，市场上可供应处理从500W到10KW功率的太阳能逆变器，以及高达500KW能力的装置也有可能，例如大型体育馆地下停车场的连续照明。系统使用寿命可能长达20年。两种类型的系统（有变压器和无变压器）均可提供一个单相输出（用于较小功率系统）或三相输出（用于大功率系统），这取决于目标电网和电力装置。
根据系统设计目的不同（包括尺寸、重量、稳固性、与电网的电气分离、价格、效率和损失），现在大多使用两种或三种不同的逆变器。为了帮助提高效率和保护系统，对所有类型太阳能逆变器内的电流进行测量很重要。
由于无变压器设计中不会产生变压器损失，因工字电感此是最有效的类型。在这种配置中，有时在光伏（PV）方阵和逆变器（DC/AC）之间使用一台升压转换器来将组件的电压转换成逆变电感器作用器的输入电压。
通常在刚好在PV 方阵后使用最大功率点跟踪（MPPT）组件来确保方阵工作在其最大功率运行水平。通过使用用于跟踪功能的电流和电压传感器，应用一种特殊软件算法和专用电子元件一起来控制电池板（电池）的工作点。一般来说，一台电流传感器可用于测量单相输出（供到电网的电流），而另一台传感器可用于测量输入直流电流（10-25A）。在三相输出的情况下，两台传感器可用于测量三相输出的交流电流。接入电网的DC/AC逆变器是一台将直流信号转换为正弦波的全桥逆变器。
流入电网的逆变器输出电流（15-50ARMS）由一台传感器进行测量，以便反馈回至控制器进行脉宽调制（PWM）正弦波控制。控制器主要基于供有+5V电压并与电子控制系统其他有源元件共享基准电压的微处理器或DSP（数字信号处理电感生产器）。LEM公司的HMS电流传感器通过一个+5V电源来运行。其内部基准电压（2.5V）由一个单独的端子提供，允许通过DSP或微处理器轻松使用传感器。但是，传感器还能接受来自这些相同DSP的外部基准电压（2V到2.8V之间），传感器从这些DSP上获得其自身基准电压。控制系统所有电子元件之间的这种共生使得整个应用效率更高（错误计算中的基准漂移消除）。HMS电流传感器非常适合太阳能逆变器所需要的所有电流测量。
电流传感器可用于峰值电流绕行电感检测，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。
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