关于光伏逆变器的关键电流传感器元器件的一些解析

太阳的光线出现在生活中的每一个地方，人们的生活已经离不开太阳，太阳能不仅为植物生长提供光源，而且也能为人类提供能源，现在的光伏发电就是很大程度上利用了太阳能。这也就离不开电流传感器的帮助。

随着电站类型日益多样化，对系统设计提出了更高的挑战：大型地面电站仍将保持较大的市场份额;随着政策不断完善，屋顶等分布式电站将快速发展;农光互补、渔光互补、漂浮式光伏等新型应用将增多。而逆变器的选型应当体现“因地制宜，科学设计”的基本原则。

针对大型地面电站，赵为表示集中式逆变器一直是主流解决方案。更低的初始投资，更友好的电网接入，更低成本的后期运维是选择集中逆变器的主要依据。多个电站实际运行数据表明，在平坦无遮挡的应用场合，集中式与组串式发电量持平;且集中式逆变器单机容量不断增大，1MW以上的系统将逐渐增多;组串式逆变器作为补充，40-100KW等更大功率的组串式逆变器将逐步取代20-40KW的组串式逆变器。

影响逆变器温度的主要是地域温差、昼夜温差、季节温差、天气变化如太阳、风、雨等形成的温差。同时自然散热在热源和器件、外壳之间也形成温差，导致逆变器个部件之间形成温差。在北方地区冬季温度较低，很多地方低于-20℃，夏季温度超过40℃，昼夜温差20℃、季节温差60℃，同时逆变器外壳的温升在20~30℃，内部IGBT的温升在40~50℃。这样容易在内部腔体内形成温度差和各个部位的温度差，并且温度变化频繁，这些对产品材料的选择提出了严峻的挑战。此外早晚开机功率输出，突变的阵雨及恶劣的天气变化，温变速率大，容易在一些部件上形成凝露，这也将影响逆变器的安全运行。

电流传感器是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电流传感器也称磁传感器，可以在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等，在我们生活中都用到很多磁传感器，比如说电脑硬盘、指南针，家用电器等等。

近年来，全球传感器市场以稳定的增长态势向前发展，各国企业竞相加速对传感器的开发和产业化。东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依然是传感器市场分布最大的国家。

霍尔电流传感器包括开环式和闭环式两种电流传感器，开环的霍尔电流传感器采用的是霍尔直放式原理，闭环的霍尔电流传感器采用的是磁平衡原理。高精度的霍尔电流传感器大多属于闭环式。

磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿， 从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用等特点。

反观中国，伴随着中国进入工业化时代，尤其是光伏、电动汽车等新能源行业的兴起，中国传感器需求才逐渐好转，据数据统计，2015年我国传感器市场规模达1100亿，2020年将达到2115亿。国内传感器市场高度依赖进口，特别是高端传感器方面，我国中高端传感器进口比例高达八成。由于成本压力，部分客户倾向于国产品牌。

磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上， 所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。 这一电流再通过多匝绕组产生磁场 ，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场， 使霍尔器件的输 　　出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘 所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用 ，此时可以通过Is来平衡。

磁通门电流传感器以高精度、温漂低、频带宽、响应快为优点，特别适合于光伏逆变器，智能电网一二次融合设备的应用。电流传感器虽然很小，但很关键，这个小小的元器件融合了越来越多的新技术。除了磁通门电流传感器外，还有霍尔电流传感器(开环，闭环)、隧道磁阻电流传感器，客户通常会根据不同的应用场景选择不同原理的电流传感器来实现相应的功能。

以上就是太阳能发电会用到的电流传感器，如果某一天人们能高效利用太阳能，相信能解决很大的能源问题，毕竟太阳能是符合可持续发展战略的，能保证人类的永续发展，需要我们科研人员更加努力。