如果從電流傳感器的設計原理來(lái)分類(lèi)，常用的有開(kāi)環(huán)，閉環(huán)，磁通門(mén)等技術(shù)，通常會(huì )根據不同的應用場(chǎng)合選擇不同原理的電流傳感器來(lái)實(shí)現相應的功能。
開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器基于直測式霍爾原理，當原邊一次側電流產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件被固定在很小的磁路開(kāi)口氣隙空間里，對磁通的變化進(jìn)行線(xiàn)性檢測，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過(guò)特殊電路處理后，副邊輸出與原邊波形一致的跟隨電壓，此電壓能夠精確反饋原邊電流的變化。
閉環(huán)霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環(huán)原理(也稱(chēng)磁平衡式霍爾)，當一次側原邊電流產(chǎn)生的磁通通過(guò)高品質(zhì)磁芯集中在磁路中，霍爾元件被固定在氣隙中檢測磁通，通過(guò)繞在磁芯上的多匝線(xiàn)圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊電流產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零;經(jīng)過(guò)特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反饋原邊電流變化的信號(電流輸出或者電壓輸出)。
眾所周知，典型的分布式光伏逆變器的拓撲(如下圖所示)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 線(xiàn)路)，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)節必不可少。
直流環(huán)節開(kāi)環(huán)電流傳感器
目前，絕大多數的廠(chǎng)家都在直流側(組串電流檢測或者DC/DC Boost線(xiàn)路輸入電流檢測)選擇開(kāi)環(huán)電流傳感器，因為直流側電流檢測只是做測量，不參與保護，所以對于精度的要求并不是很高，通常1%-2%的精度即可滿(mǎn)足要求，至于溫度特性的不足，可以通過(guò)軟件的算法對零點(diǎn)溫漂和精度等硬性參數指標進(jìn)行修正補償。有助于電流傳感器在使用上的一致性。而且開(kāi)環(huán)電流傳感器的成本比閉環(huán)電流傳感器的成本低，所以開(kāi)環(huán)傳感器在直流側的優(yōu)勢比較明顯。
交流環(huán)節閉環(huán)電流傳感器
目前國內絕大多數廠(chǎng)家在交流側都采用閉環(huán)傳感器，因為交流側電流傳感器的輸出一般都是用于軟件控制，如果精度太低，對一些關(guān)鍵量的檢測和控制就會(huì )產(chǎn)生影響。比如直流分量的檢測提取，盡管每個(gè)國家對直流分量接受值不一樣，但是需要控制在標稱(chēng)輸出電流的0.5%，甚至0.25%，所以只有閉環(huán)傳感器才能滿(mǎn)足高精度的要求。
當下，隨著(zhù)光伏組件高度集成化，新器件的工藝提升，逆變器廠(chǎng)家研發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，光伏逆變器的單體模塊功率越做越大，功率密度也越來(lái)越高，對于電流傳感器的選擇也提出了更高的要求，除了擁有常規的電氣性能外，還要求：
a)體積小，高絕緣耐壓，集成度高，易于自動(dòng)化生產(chǎn)
當印刷電路板(Print Circuit Board)上用于電流測量的布板空間比較小時(shí)，理想情況是采用芯片式電流測量方案。將初級導體進(jìn)行集成，直接表面貼裝(Surface Mounted Device)到印刷電路板上，從而降低制造成本，同時(shí)也避免混淆各種焊接工藝。LEM 最新開(kāi)發(fā)的GO-SMS(下圖左)/HMSR-SMS(下圖右) 系列電流傳感器均為SMD封裝的芯片式電流傳感器。
除了滿(mǎn)足體積小之外，GO-SMS的原副邊引腳設計還分別實(shí)現了7.5mm爬電和電氣間隙距離，HMSR-SMS的原副邊引腳設計更是達到了8.0mm的爬電和電氣間隙距離。封裝采用600 CTI材料進(jìn)行累積，使其具有高隔離性能(測試隔離電壓：4.3kVrms/50 Hz/1min)，其中HMSR芯片式電流傳感器專(zhuān)門(mén)用于1500Vdc直流輸入的太陽(yáng)能系統。
b)10kA抗浪涌能力
目前逆變器廠(chǎng)家的設計，一般和光伏組件(PV面板)或電網(wǎng)直接相連的線(xiàn)路上都會(huì )有雷擊浪涌的風(fēng)險，為了幫助廠(chǎng)家簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )端口處的防雷設計，HMSR-SMS在設計之初，充分考慮到原邊抗浪涌能力，設計了專(zhuān)門(mén)優(yōu)化的初級導體，當原邊通過(guò)10kA 8/20us的雷擊浪涌電流時(shí)，芯片內部依然可以正常工作而無(wú)任何的失效。
c)內置過(guò)流保護告警功能
GO-SMS/HMSR-SMS芯片式電流傳感器可用于峰值電流檢測，用于真實(shí)值與設定點(diǎn)(保護點(diǎn))的對比，保護點(diǎn)的設定可使用內置(出廠(chǎng)默認值))或外置(用戶(hù)修改值)，并通過(guò)專(zhuān)門(mén)的OCD引腳輸出低電平有效的告警信息用于通知控制器(DSP)過(guò)流信號的產(chǎn)生以便DSP快速做出響應保護線(xiàn)路中的IGBT等器件。
除上述特色功能之外，LEM的芯片式電流傳感器可測量標稱(chēng)交流、直流、脈沖和混合隔離電流，測量范圍寬至± 3 x Ipn,帶寬100kHz。
GO-SMS/HMSR-SMS芯片式電流傳感器設計基于HG2 ORION平臺的獨特LEM 開(kāi)環(huán)霍爾效應ASIC技術(shù)。標有CE標識，符合EN50178標準。與傳統離散技術(shù)相比，具有更寬的工作溫度范圍(-40到+85°C)，更好的偏移和增益漂移以及線(xiàn)性度。
GO-SMS/HMSR-SMS芯片式電流傳感器通過(guò)一個(gè)+5V電源來(lái)運行，并提供可配置的基準電壓(2.5V)，增益和偏移為固定值并進(jìn)行了設定，額定測量電流對應的輸出電壓等于輸入或輸出基準電壓± 0.625 V?？商峁?0-30A 的額定電流檢測能力，非常適合于直流側的組串電流檢測和DC/DC Boost電路的輸入電流檢測。
