厦门光伏逆变器电流传感器案例

由于高频大功率电力电子设备应用的增加，这些设备中可能会产生交直流复合的复杂电流波形，包含直流、低频交流和高达几十千赫兹以上的高频成分。高频电力电子系统的实现依赖于整流、逆变、滤波等环节，逆变器的作用在系统中尤其重要。逆变器的拓扑结构有以下几种形式：带工频变压器的逆变器、带高频变压器的逆变器和无变压器的逆变器三种基本形式。将隔离变压器置于逆变器和输入电路之间，可实现前后级电路的电气隔离，防止直流电流分量注入到后级电路中。但是这样会造成变压器本身损耗增大，效率明显降低，而且由于变压器的加入提高了系统整体成本，增大了电路体积。无变压器型逆变器则由于其成本较带变压器型明显降低，效率得到提高而越来越受到人们的非常多的关注。但是由于逆变器输出的交流中可能含有直流成分 ，因此这种情况下要求电流传感器能够测量较小的直流成分。由于逆变器中的功率开关管的高频开关特性，滤波电感中的电流会在指定输出电流频率的基础上波动，可能含有与基频相比大很多的高频纹波。因此，无锡纳吉伏研发的同时可以测量直流微小电流，低频及高频交流的传感器就显得十分必要。磁通门电流传感器抗干扰强：激励磁场持续振荡，可等效于消磁磁场。厦门光伏逆变器电流传感器案例

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，当磁芯处于非饱和磁场中，其磁导率变化缓慢，而当磁芯达到饱和时，其磁导率变化明显，此时被测磁场被调制进感应电势中，可以通过测量磁通门传感器感应电势中能够反映被测磁场的量来度量磁场大小。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”，通过这道“门”，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势，利用这种现象来测量电流产生的磁场，从而间接达到测量电流的目的倒。无锡纳吉伏设计的采用双 磁芯绕组探头磁通门，当一二次电流线的安匝数不相等时，会在环形磁芯上产生磁场，该磁场会穿过嵌入在环形磁芯的绕组探头，该绕组会产生一感应电动势并输出到驱动IC驱动端，使IC输出端输出一个与其相关的电信号，再经放大电路处理，会在二次电流线产生电流。宁波动力电池测试电流传感器报价无锡纳吉伏利用高磁导率铁芯在交变磁场的饱和激励下交替饱和的机理。

磁电流传感器的种类很多，按照测试原理可以划分为：罗氏（Rogowski）线圈、电流互感器、分流器、巨磁阻效应（GMR）、巨磁阻抗（GMI）各向异性（AMR）、隧道效应（TMR）、光学效应、霍尔效应等等。Rogowski 线圈测量电流的基本原理是电磁感应和安培环路定律，又叫电流测量线圈或者微分电流传感器，如下图所示。根据线圈上的感应电流信号与通过线圈的额电流变化率成正比的顾虑，通过积分还原一次回路电流值。这是一种交流电流的测量方法。Rogowski 线圈不含磁性材料，所以没有磁滞效应和磁饱和现象，测量的范围从数安培到几千安培，结构简单，测量回路与被测电流之间没有直接的关系，具有测量范围广、精度高、稳定性高、响应频率范围宽等优点，可以用来测量交流、直流和瞬态电流，用在继电保护、可控硅整流、变频调速等场合。

在电池储能系统中，实现降低火灾风险比较行之有效的办法就是在电池组的电路中加入对电池温度、电流、电压的感知系统，并对处于异常状态的电池进行管理，这也是常被我们称之为BMS的电池管理系统。 BMS集成了温度传感器、电流传感器与电压传感器等对电池状态感知的元件。在电池储能应用中，温度传感器主要是负责对电池温度变化的感知，当电池温度达到一定阈值时BMS会自动终止电池的充放电操作；电流传感器主要负责对电池电流的变化进行感知，BMS能够对电流的变化判断出电池储能系统是否有短路的发生；电压传感器主要负责对电池电压变化进行监控，方便BMS判断电池当前的电量情况，避免过充的情况发生。这三种传感器的加入目的都是为了实现电池的热管理，从源头上避免电池热失控的问题出现，提高电池储能系统的安全性与可靠性。霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的，它被广泛应用在磁场的测量、控制和调节等领域。

现在我们常用的电流传感器原理为磁通门原理，包括无锡纳吉伏的计量级CTA系列、测量级CTB系列、工控级CTC/CTD/CTF系列，都是基于磁通门原理的传感器。磁通门传感器相较于分流器和霍尔电流传感器两种方式，其电流上限可以做到很大，且受温度影响小，发热小，精度高。根据目前市面上的产品，可能会是未来的主流方向。磁通门的硬件结构简单，在大量搭载后，磁通门电流传感器的价格应该是具有很大的优势的。无锡纳吉伏研发的的电流传感器基于磁调制和磁平衡原理，利用高磁导率铁芯在交变调制磁场激励下交替饱和的机理，检测外电流产生的磁通信号，再通过解调和负反馈电路，驱动副边线圈产生补偿电流，抵消铁芯内原边电流产生的磁通，达到零磁通状态，从而实现电流传感器的高精度、高线性度和稳定性。传感器内置工作状态指示和高可靠恢复电路，能自动从异常状态恢复为正常工作状态，确保传感器复杂环境下的可用性。精度是电流传感器评估性能的重要指标，它描述了测量结果与真实值之间的差异。精度越高，测量的电流越准确。金华LEM电流传感器设计标准

带宽：是指电流传感器可以正常工作的频率范围。在这个范围内，电流传感器能够提供准确可靠的测量结果。厦门光伏逆变器电流传感器案例

电流互感器(currenttransformer, CT)依据电磁感应原理测量电流，它主要应用于电力系统电流测量和继电保护系统中，其运行稳定性影响测量的准确性和保护装置动作的可靠性。但是电流互感器只能进行交流电流的测量，磁芯容易受到饱和的影响，并且体积较大，测量频率较低，价格昂贵。 巨磁阻(GMR)效应在微小磁场测量领域实现了巨大的改变，尤其在利用涡流传感器进行无损检测方面取得了很大的进展。巨磁阻传感器具有低功耗、尺寸小、高灵敏度以及频率与灵敏度的不相关性等特点；其缺点是这类传感器对外界磁场比较敏感，不是很适合用于复杂电流检测。厦门光伏逆变器电流传感器案例

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