【導讀】電流是工業(yè)設備里面常見(jiàn)的被測量，檢測方法也主要分為直接式與非直接式兩種。其中直接式是用分流器串入到回路中，這種方案對于小電流場(chǎng)合較為適用，電流過(guò)大就受限于功率發(fā)熱等因素。非直接式則指的是利用電流互感器或者霍爾電流傳感器進(jìn)行無(wú)插入損耗的測量，其中霍爾電流傳感器由于其在精度、線(xiàn)性度、帶寬等方面的優(yōu)勢，成為精密測量交直流電流的較優(yōu)選擇。接下來(lái)，我們通過(guò)幾個(gè)典型應用場(chǎng)景看看國產(chǎn)霍爾電流傳感器有哪些優(yōu)勢，如何降本增效。
應用場(chǎng)景一：光伏逆變器
光伏逆變器是整個(gè)光伏系統中重要的組成設備，雖然只占系統總成本8%-10%,卻直接影響發(fā)電效率、運行穩定性和使用壽命，由于逆變器出貨量與光伏新增裝機量完全相關(guān)，未來(lái)隨著(zhù)光伏發(fā)電市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，光伏逆變器出貨量將大幅增長(cháng)，其成本競爭也日益激烈。
典型的分布式光伏逆變器的拓撲包含了直流輸入環(huán)節（組串輸入匯流），直流升壓環(huán)節（Boost MPPT線(xiàn)路），直流逆變交流環(huán)節（DC/AC），以及交流輸出環(huán)節（漏電流檢測），電流檢測在每一個(gè)環(huán)節都必不可少。
目前大部分廠(chǎng)商在直流側都選擇開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器，因為在直流側采樣的電流一般只做測量與保護，不做控制功能，測量精度1%-2%也能夠滿(mǎn)足使用需求，同時(shí)因為是直流電流，對于帶寬要求也不高，所以選用低成本的開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器即可。
而在交流側大部分廠(chǎng)商采用閉環(huán)霍爾電流傳感器，因為交流側需要將采樣的電流輸出反饋至單片機做控制，精度越高（0.3%-0.8%），控制輸出電流的精度就越高，同時(shí)閉環(huán)霍爾電流傳感器帶寬高達100-200KHz,對于高頻調制導致的電流擾動(dòng)也能夠捕捉的更精細。
應用場(chǎng)景二：變頻器
變頻器是可調速驅動(dòng)系統的一種，應用變頻驅動(dòng)技術(shù)改變交流電動(dòng)機工作電壓的頻率和幅度，來(lái)平滑控制交流電動(dòng)機速度及轉矩。變頻器最大的好處就是他能根據電機的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達到節能、調速的目的，同時(shí)還能集成過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護功能。隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。
如下圖所示，典型的電壓型變頻器主電路拓撲包含了三相整流（AC/DC）、直流部分、逆變部分（DC/AC），同樣直流部分與逆變部分輸出也需要進(jìn)行電流檢測。
在直流側的電流采樣僅用于檢測橋臂直通故障，對精度要求較低，但是對于響應時(shí)間要求較高（μs級），所以可以選擇開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器。甚至部分方案對于橋臂的直通保護是通過(guò)智能驅動(dòng)光耦來(lái)實(shí)現，直流側都可以省去電流檢測。
交流測電流檢測用來(lái)實(shí)現死區補償、無(wú)跳閘電流閉環(huán)、過(guò)載保護、過(guò)流保護、缺相保護等功能。對于電流檢測的精度、線(xiàn)性度、響應時(shí)間都有較高的要求，為了防止出現誤動(dòng)作或者誤保護，會(huì )選用高精度、高線(xiàn)性度的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
應用場(chǎng)景三：動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置（SVG）
無(wú)功補償裝置（SVG）一般并聯(lián)于電網(wǎng)系統中，相當于一個(gè)可變的無(wú)功電流電源，它的無(wú)功電流可以快速的跟著(zhù)負荷無(wú)功電力的變化而變化，自動(dòng)的補償系統所需的無(wú)功功率，提高電網(wǎng)的功率因數，降低網(wǎng)絡(luò )損耗，是現在柔性交流輸電系統的重要設備。隨著(zhù)電力系統的發(fā)展，再加上各方面技術(shù)的完善，SVG無(wú)功補償裝置發(fā)展也會(huì )越來(lái)越好。
SVG較為典型的應用框圖如下，整個(gè)系統通過(guò)電感并聯(lián)在電網(wǎng)跟負載之間，系統內部包含了三相整流部分、三相逆變部分、主控部分、采集部分，其中采集部分包含了電網(wǎng)側電壓、電流采集，逆變部分輸出電流采集跟直流側電壓采集。
其中電網(wǎng)側電流采集數據傳回主控部分，主控采用諧波檢測算法快速準確的完成負荷諧波電流計算，通過(guò)PWM控制三相逆變部分的調制與逆變部分輸出電流采集的數據形成一個(gè)閉環(huán)控制，做出針對性的諧波補償，較為優(yōu)秀的SVG最高可以補償25次諧波，所以這兩個(gè)電流采集對精度、帶寬、溫漂的要求均較高。
現在的有一些方案出于成本的考慮，用電流互感器作為電流檢測的選擇，但是電流互感器一般是在標準頻率點(diǎn)的精度較高，超過(guò)標準頻率點(diǎn)之后的精度就有所下降，所以針對高次諧波的補償效果會(huì )打折扣。隨著(zhù)國產(chǎn)閉環(huán)霍爾電流傳感器降本提能的發(fā)展，擁有高精度、高帶寬、低溫漂的霍爾閉環(huán)電流傳感器也逐漸將成為SVG電流采樣的優(yōu)選方案之一。
應用場(chǎng)景四：中、高頻加熱設備
中頻加熱設備是利用導體處于交變電磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應電流（渦流）所形成的熱效應使導體本身發(fā)熱，根據不同的加熱工藝要求，感應加熱的電源有工頻（50/60Hz）、中頻（1-20KHz）、高頻(20KHz以上)等不同分類(lèi)。由于其具有加熱效率高、速度快、可控性較好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于金屬熔煉、透熱、熱處理和焊接等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。
中、高頻加熱典型方案框圖如下，與變頻器類(lèi)似，包含了三相整流部分、直流部分、逆變部分、隔離輸出部分。
直流部分考慮成本及實(shí)際測量需求，可以直接采用分流器或者開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器，逆變部分電流檢測因為需要做輸出的閉環(huán)控制及部分保護功能，保證輸出電流的恒定精度，對于電流輸出精度要求較高的應用場(chǎng)景，需要選用高精度的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
解決方案：國產(chǎn)霍爾電流傳感器
為了助力客戶(hù)降本增效，優(yōu)化供應鏈，金升陽(yáng)特推出TL系列霍爾閉環(huán)電流傳感器，擁有高精度、低成本、全國產(chǎn)化、高帶寬、低溫漂等特點(diǎn)，完美契合各行業(yè)的電流采樣的需求。
最后，附上電流傳感器應用中的注意點(diǎn)：
1、電流傳感器的穿心導體能夠充滿(mǎn)孔徑，根據傳感器孔徑不同可合理選擇銅排或銅棒等；
2、穿心導體必然形成閉合回路，為了避免鐵芯外圍電流對傳感器造成影響，穿心導體應該遠離傳感器進(jìn)行閉合；
3、在傳感器的安裝位置附近沒(méi)有強磁場(chǎng)，諸如變壓器、大電流導體等；
4、需要測量的電流應接近于傳感器的標準額定值IPN，不要相差太大。
來(lái)源：MORNSUN
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