一、MPPT技术概述

最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）是光伏发电系统的核心技术。由于光伏电池的输出特性呈非线性，其工作点会随光照强度和温度变化而改变。MPPT控制器通过实时调整光伏阵列的工作电压，使其始终运行在最大功率点，最大化发电效率。

据统计，采用MPPT技术可比直接连接提高20%~30%的发电量，经济效益显著。而MPPT算法的准确执行，依赖于精确的电压和电流检测。

二、光伏电流检测的技术要求

2.1 电流范围

根据逆变器类型和功率等级：

• 组串式逆变器：单路MPPT电流10~20A
• 集中式逆变器：母线电流可达数百安培
• 微型逆变器：电流较小，通常<15A

2.2 精度要求

MPPT电流检测精度直接影响跟踪效率：

• 高精度检测可实现更精确的功率计算
• 建议精度≤1%，高端产品要求≤0.5%
• 全量程线性误差要小，确保大小电流都准确

2.3 动态响应

光照变化（如云层遮挡）会导致电流快速变化，检测电路需要：

• 带宽>10kHz
• 快速响应，跟踪电流变化
• 抗干扰能力强

2.4 宽温度范围

光伏逆变器通常安装在户外，工作温度范围宽：

• 环境温度：-25℃至+60℃
• 机箱内部可能更高
• 电流传感器需要良好的温度稳定性

三、分流器方案的优势

3.1 高精度

分流器可提供0.5%甚至更高的精度，满足高效MPPT的需求。相比霍尔传感器，精度优势明显。

3.2 线性度好

分流器的V-I特性呈完美线性关系，无论大电流还是小电流，误差一致。这对于光照变化范围大的应用非常重要。

3.3 无零点漂移

霍尔传感器存在温度零漂问题，在光伏应用的宽温度范围下影响明显。分流器无此问题。

3.4 高可靠性

分流器为纯被动器件，无需供电，不存在电子器件老化问题。光伏系统设计寿命25年，可靠性至关重要。

3.5 成本优势

组串式逆变器通常有多路MPPT，每路都需要电流检测。分流器的成本优势在多路检测时更加明显。

四、分流器选型指南

4.1 电流规格

根据MPPT最大输入电流选择，预留20%裕量：

• 10A MPPT → 选用15A分流器
• 15A MPPT → 选用20A分流器
• 20A MPPT → 选用25A或30A分流器

4.2 阻值选择

平衡精度和功耗：

• 低阻值（如1mΩ）：功耗小，但信号弱，对运放要求高
• 中等阻值（如5mΩ）：信号适中，功耗可接受
• 较高阻值（如10mΩ）：信号强，但20A时功耗达4W

组串式逆变器常用5~10mΩ分流器。

4.3 温度系数

光伏应用温度范围宽，建议TCR≤50ppm/℃，优选≤30ppm/℃。

4.4 封装形式

• 贴片型：适合小电流，PCB直接焊接
• 插件型：适合中等电流，便于散热
• 螺栓型：适合大电流，需要单独安装

五、电路设计要点

5.1 信号调理

• 使用高精度运放或电流检测放大器
• 增益设置匹配ADC输入范围
• 增加低通滤波，抑制开关噪声

5.2 共模电压处理

光伏阵列输出电压可达1000V以上，需要：

• 高共模抑制比的差分放大
• 或采用隔离方案

5.3 PCB布局

• 大电流走线宽度足够
• 电压感应线细且远离功率线
• 四端子连接方式

5.4 散热设计

分流器功耗虽然不大，但在密封机箱内仍需考虑散热：

• PCB铜箔散热
• 与散热器良好接触
• 避免热点影响其他元件

六、MPPT算法与电流检测

6.1 扰动观察法（P&O）

最常用的MPPT算法，通过小幅改变工作点，比较功率变化，判断调整方向。对电流检测精度要求适中。

6.2 电导增量法（INC）

基于dI/dV = -I/V的关系判断最大功率点，对电流和电压检测精度要求更高。

6.3 智能算法

模糊控制、神经网络等智能算法逐渐应用，对电流检测的精度和动态响应都有较高要求。

七、应用案例

7.1 某品牌组串式逆变器

60kW组串式逆变器，4路MPPT，每路15A：

• 分流器：5mΩ/20A，精度0.5%
• 信号调理：专用电流检测芯片
• ADC：16位SAR型，采样率100kHz
• 实测MPPT效率：>99.5%

7.2 某品牌微型逆变器

300W微型逆变器，单路MPPT：

• 分流器：10mΩ/15A，贴片封装
• 集成在主控芯片内部ADC检测
• 成本优化，性能满足需求

八、市场趋势

8.1 高功率组件

随着光伏组件功率提升（600W+），MPPT输入电流增大，对分流器规格提出更高要求。

8.2 多路MPPT

为适应复杂屋顶和部分遮挡场景，组串式逆变器MPPT路数增加，分流器用量上升。

8.3 智能化

逆变器与云平台互联，实时监控发电数据，对电流检测精度和长期稳定性要求提升。

九、总结

分流器凭借高精度、高可靠性和成本优势，成为光伏逆变器MPPT电流检测的主流方案。在选型时需要综合考虑电流规格、精度要求、温度范围等因素，并在电路设计中注意信号调理、共模处理和散热等细节。随着光伏行业的持续发展，分流器将在高效发电中发挥越来越重要的作用。