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电流传感器在太阳能发电装机中的应用解析

中国新增太阳能发电装机容量超53GW,位居举世第一,此中散播式光伏发电获得了大年夜力支持,新增装机容量一举冲破了19GW。今朝,海内光伏财产链各个环节已经相称完备,介入此中的厂家浩繁,光伏市场趋于饱和,在猛烈竞争的形势下,低落产品的临盆资源同时前进产品的靠得住性成为厂家抢占市场的主要要领;此中的电传布感器作为光伏并网逆变器中的核心检测元件,在要求产品稳定性的同时,还需兼顾高正确的电量计量事情。

假如从电流传感器的设计道理来分类,常用的有开环,闭环,磁通门等技巧,平日会根据不合的利用处合选择不合道理的电传布感器来实现响应的功能。

开环霍尔电传布感器基于直测式霍尔道理,当原边一次侧电流孕育发生的磁通被高品德磁芯凑集在磁路中,霍尔元件被固定在很小的磁路开口气隙空间里,对磁通的变更进行线性检测,霍尔器件输出的霍尔电压颠末特殊电路处置惩罚后,副边输出与原边波形同等的跟随电压,此电压能够正确反馈原边电流的变更。

闭环霍尔电传布感器基于磁平衡式霍尔道理,即闭环道理(也称磁平衡式霍尔),当一次侧原边电流孕育发生的磁通经由过程高品德磁芯集中在磁路中,霍尔元件被固定在气隙中检测磁通,经由过程绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流,用于抵消原边电流孕育发生的磁通,使得磁路中磁通始终维持为零;颠末特殊电路的处置惩罚,传感器的输出端能够输出正确反馈原边电流变更的旌旗灯号(电流输出或者电压输出)。

众所周知,范例的散播式光伏逆变器的拓扑(如下图所示)包孕了直流输入环节(组串输入汇流),直流升压环节(Boost MPPT线路),直流逆变交流环节(DC/AC 线路),以及交流输出环节(泄电流检测),电流检测在每一个环节必弗成少。

直流环节开环电传布感器

今朝,绝大年夜多半的厂家都在直流侧(组串电流检测或者DC/DC Boost线路输入电流检测)选择开环电传布感器,由于直流侧电流检测只是做丈量,不介入保护,以是对付精度的要求并不是很高,平日1%-2%的精度即可满意要求,至于温度特点的不够,可以经由过程软件的算法对零点温漂和精度等硬性参数指标进行修正补偿。有助于电传布感器在应用上的同等性。而且开环电传布感器的资源比闭环电传布感器的资源低,以是开环传感器在直流侧的上风对照显着。

交流环节闭环电传布感器

今朝海内绝大年夜多半厂家在交流侧都采纳闭环传感器,由于交流侧电传布感器的输出一样平常都是用于软件节制,假如精度太低,对一些关键量的检测和节制就会孕育发生影响。比如直流分量的检测提取,只管每个国家对直流分量吸收值不一样,然则必要节制在标称输出电流的0.5%,以致0.25%,以是只有闭环传感器才能满意高精度的要求。

当下,跟着光伏组件高度集成化,新器件的工艺提升,逆变器厂家研发技巧的进步,光伏逆变器的单体模块功率越做越大年夜,功率密度也越来越高,对付电传布感器的选择也提出了更高的要求,除了拥有老例的电气机能外,还要求:

a) 体积小,高绝缘耐压,集成度高,易于自动化临盆

印刷电路板(Print Circuit Board)上用于电流丈量的布板空间对照小时,抱负环境是采纳芯片式电流丈量规划。将低级导体进行集成,直接外面贴装(Surface Mounted Device)到印刷电路板上,从而低落制造资源,同时也避免肴杂各类焊接工艺。LEM 最新开拓的GO-SMS(下图左)/HMSR-SMS(下图右) 系列电传布感器均为SMD封装的芯片式电传布感器。

除了满意体积小之外,GO-SMS的原副边引脚设计还分手实现了7.5mm爬电和电气间隙间隔,HMSR-SMS的原副边引脚设计更是达到了8.0mm的爬电和电气间隙间隔。封装采纳600 CTI材料进行累积,使其具有高隔离机能(测试隔离电压:4.3kVrms/50 Hz/1min),此中HMSR芯片式电传布感器专门用于1500Vdc直流输入的太阳能系统。

b) 10kA抗浪涌能力

今朝逆变器厂家的设计,一样平常和光伏组件(PV面板)或电网直接相连的线路上都邑有雷击浪涌的风险,为了赞助厂家简化收集端口处的防雷设计,HMSR-SMS在设计之初,充分斟酌到原边抗浪涌能力,设计了专门优化的低级导体,当原边经由过程10kA 8/20us的雷击浪涌电流时,芯片内部依然可以正常事情而无任何的掉效。

c)内置过流保护告警功能

GO-SMS/HMSR-SMS芯片式电传布感器可用于峰值电流检测,用于真实值与设定点(保护点)的比较,保护点的设定可应用内置(出厂默认值))或外置(用户改动值),并经由过程专门的OCD引脚输出低电平有效的告警信息用于看护节制器(DSP)过流旌旗灯号的孕育发生以便DSP快速做出相应保护线路中的IGBT等器件。

除上述特色功能之外,LEM的芯片式电传布感器可丈量标称交流、直流、脉冲和混杂隔离电流,丈量范围宽至± 3 x Ipn,带宽100kHz。

GO-SMS/HMSR-SMS芯片式电传布感器设计基于HG2 ORION平台的独特LEM 开环霍尔效应ASIC技巧。标有CE标识,相符EN50178标准。与传统离散技巧比拟,具有更宽的事情温度范围(-40到+85°C),更好的偏移和增益漂移以及线性度。

GO-SMS/HMSR-SMS芯片式电传布感器经由过程一个+5V电源来运行,并供给可设置设置设备摆设摆设的基准电压(2.5V),增益和偏移为固定值并进行了设定,额定丈量电流对应的输出电压即是输入或输出基准电压± 0.625 V。可供给10-30A 的额定电流检测能力,异常得当于直流侧的组串电流检测和DC/DC Boost电路的输入电流检测。

滥觞;中国工控网

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