はじめに、インバータは任意の所望の周波数値を出力する装置である。周波数変換は通常、交−直−交の方式で実現され、電圧、電流センサは周波数変換器の中で重要な「知覚器官」機能であり、リアルタイムのモニタリング、重要なパラメータのフィードバックができ、CPUが収集、演算し、最後にプリセット条件に基づいて正確な制御を行う。電流電圧センサは重要な故障防止、設備保護機能を果たしている。本明細書のシステムは、インバータにおける電圧、電流センサの応用シーン及びデバイスの選択戦略を記述する。

一、インバータシステムの概要とセンサコア作用
インバータは電力電子の高速スイッチング動作により、低圧直流電力/または貯蔵電池の直流電力を最終的にある特定の周波数の交流電力に変換するもので、この周波数はユーザーが現場で自由に設置することができ、一般的にはモーター類の負荷に供給して使用して回転速度を制御し、省エネを達成する目的である。その典型的なトポロジは防雷、整流フィルタリング、DC/DC昇圧、DC/AC逆変換、波形整形交流出力のいくつかの一環を含む。電圧、電流センサは各段階で重要な役割を果たすことができ、主に設計者が求めている目標を見ることができる。その全体ブロック図は大体以下の通りである：

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電圧、電流センサがこれらの一環で果たす核心的な役割：
リアルタイムモニタリング：
リアルタイム、正確に各部位の電流、電圧パラメータを収集し、CPUに伝え、CPUは高速A/Dを行い、アナログ信号をデジタル信号に変換し、プログラム制御アルゴリズムにデータ基礎を提供する、
閉ループ制御プロセス：
プログラムは監視した電圧、電流データを通じて、データ演算と論理分析判断を行い、更にパワーデバイス（SiC/MOSFET/IGBT）などの正確な制御を実現し、閉ループ制御の目的を達成する、
障害の保護とデバイスの保護：
CPUは電圧、電流センサ素子から出力される信号を検出することにより、相応して設備の過電流、短絡、漏電などの異常状態判断を行い、最終的に保護機構をトリガする。
二、電圧、電流センサのインバータの各段階における実際の応用
1.直流入力環節：
バッテリーパック自体には通常、バッテリーの充電保護と放電の低すぎる低圧保護機能を含むBMSシステムが搭載されているので、一般的には検出する必要はありません。アンペアゲージなどの角度から考えると、通常は太陽電池/エネルギー貯蔵電池のリーク電流監視を考慮する必要があるだけである。ハードウェア回路の信頼性から言えば、ここにリーク電流センサが配置されていることが考えられる。そのため、低圧域であり、干渉が小さく、扱いやすく、理想的な位置になります。

2.DC/DC昇圧と雷防止の一環：
DC/DC昇圧リンクは通常、完全な回路によって低電圧、例えば48 Vから約300 Vへの昇圧を実現する。そのため、一般的に昇圧後の電圧を検出する必要はない。必要に応じて、前段に防雷とサージ保護を追加して、後端素子の損傷、設備の異常を防止し、次の回路の防雷部分は抗2000 Vサージ/EFTなどのテストを満たすことができる。その回路は以下の通り：

3.DC/ACインバータリング：IGBT保護、ブリッジ制御と故障保護
MOS管に比べてIGBTは高価であり、できるだけ電力管を損傷から保護するため、あるいは、パワーチューブの損傷後の上下ブリッジアームの直通による焼失や電気発火などを保護するために、+300 Vバスに動作電流を監視する装置を置く必要がある。初期には、分流器+分離OP増幅器で実現することが習慣化されていました

分流器の方式を採用して電流を検出することは、低圧回路の中で応用しやすく、もし高圧回路、例えば+300 Vの時、絶縁耐圧の問題はあまり処理しにくくて、いくつかの保護回路を増加しなければならなくて、また、負荷流量が大きいほど、その体積寸法ももっと大きくて、これらもその応用に対して少し制限があります;
高精度電流センサの推奨：高精度で応答時間が速い閉ループホール電流センサ、例えばCNxxシリーズを採用することを考慮することができ、その応答時間は<0.5 us、精度、約0.2%である、

このデバイスの応答時間<0.5 us
この高精度閉ループホールセンサはここに配置され、2つの主要な役割を果たす：1）総出力電流を検出し、総出力電力を計算し、表示する、2）保険管のような保護作用、あるブリッジアームのMOS/IGBTが破損すると、+300 Vと接地直通を招き、短絡を引き起こし、このような故障は迅速に検出される。

閉ループの電流センサの応答時間<0.5 usであるが、インバータ出力の波形データがCPU内部プログラムの計算によって生成されることを考慮すると、プログラムの実行量が大きいため、CPUはこの0.5 usの応答時間に迅速に一致するとは限らない。CPUの動作周波数を大きくするか、CPUをアップグレードするのはもちろんのこと、しかし、最も良いのは更に最大値検出回路を追加することです：このアナログ量は更に1つのウィンドウコンパレータの方式を通じてハイレベルのデジタル信号に転換して、最後にCPUの中断口に送り込んで、高速応答に達して、迅速にIGBTの出力を切断して、保護の目的を果たします；

ハードウェア回路の応答速度がプログラムよりはるかに高くなることを考慮してください。この保護信号は、プログラムよりも高速にオフできるようにMOS／IGBTのドライバICに導入されたイネーブル端子であってもよい。
価格上の考慮であれば、応答時間は約4 usであるAN 3 V/AN 1 V/AS 1 Vなどのより安価なオープンループのホールデバイスを採用することもできます。

4.交流出力環節：同時並行ネットワークと電力品質

インバータの負荷は、通常は電気機器、電源などに直接電力を供給するため、インダクタを追加し、PWMをほぼ正弦波に還元し、電力供給の電力品質を高める必要があります。

三、特殊環境下の応用課題と対応戦略
できるだけ高精度、低温漂閉環Hallデバイスを選択し、デバイスの温漂<50 ppm/℃は、温度ドリフトによるいくつかの誤保護を効果的に回避することができる。より信頼性の高い方法はBMSシステムに常用されるシリコンゴム加熱膜/PTCヒータを導入し、プログラムをマスターとし、加熱膜の起動、停止を制御し、機械温度制御器を二次保護とし、有効にインバータ装置全体の全温度環境下の運転信頼性を高めることができる。

パッケージ：デバイスは通常IP 67要件を満たす構造設計を採用し、絶縁耐圧要件により適応する

大電流応用シーン
PCBの銅の厚さは、通常0.5 oz、1 ozなどである、明らかに、大きな電流を流すためには、より大きな銅断面積が必要であり、それは幅を広くしたり、銅層の厚さを厚くしたりする。あるいは同時に線幅を広げ、銅層を厚くする。例えば2 oz、5 ozのPCBを用いると、これは大幅なコスト増加だけでなく、このように処理したとしても、PCBの引き廻しだけで100 A以上の電流を歩くのは信頼性の要求を満たすことができない：銅層が発生した熱は、ソルダーレジスト層の包みの下では、熱を放散することができない、
これらの場合、配線の方式を考慮できるホール電流センサは、最大10 mm 2の銅線/銅列で、100 Aを簡単に流すことができ、PCB板には対応するパッド貫通孔を開けるだけでよい。これはまだ低コストのシナリオです。
おわりに
電圧、電流センサはインバータにおいて重要な測定素子であり、もう一つの測定素子は温度センサであり、その重要性はエンジニアに絶えず認められている。そのトポロジー方式の改善に伴い、現在実験的に交差-交差周波数変換を応用しているが、炭化ケイ素デバイス（Sic）パワーデバイスなどはインバータ業界に徐々に導入され、スイッチング周波数の継続的な向上は、センサ業界を新たな段階に進める必要がある。