前書き：光起電力インバータは新エネルギーシステムのコアユニットであり、その性能は発電効率、設備の使用寿命と並列電力網の品質に直接影響する。電圧、電流センサはインバータの中で重要な「知覚器官」として、リアルタイムのモニタリングとフィードバックの重要なパラメータをCPUに転送して収集、演算を行い、プログラムは最後にアルゴリズムとプリセット条件に基づいて精確な制御を行う。これらのデバイスを正しく使用することは、デバイスの正常な動作を保証する上で重要な役割を果たします。本論文のシステムは、光起電力インバータにおける電圧、電流センサの応用シーン及びいくつかのデバイスの選択戦略を説明する。
グループ直列型と集中型インバータの違い：
光起電力逆変換システムのパケット列式と集中式の2種類で、2種類の違いは大きくない。集中式は単一の大電力インバータであり、大型地上発電所に適しており、母線電圧が高く、一般的に1500 Vであり、さらに2000 Vに達しているものもあり、通常の電力は320 KW程度であり、コスト効果が顕著である。
群列式は電力が小さく、電圧が低く、配置、使用が柔軟である。バスバーはほぼ600 Vの電圧で、50 KW程度の電力です。これらの小電力のインバータは、出力された電圧が最後に結合され、送電電力網に組み込まれて送電されます。
320 KW集中型光起電力インバータは、10個の組列型32 KW光起電力インバータが並列に接続されていることも理解できる。群列式と集中式はそれぞれの長所と短所があり、同時に存在する。
一、インバータシステムの概要とセンサコア作用
光起電力インバータは電力電子の高速スイッチング動作により、光起電力アレイから放出される直流電力を交流電力に変換し、送電網に振り込み、最終的に端末に提供される各種電力使用設備である。その典型的なトポロジは直流入力、防雷、DC/DC昇圧、DC/AC逆変換、波形整形交流出力などのいくつかの一環を含む。電圧、電流センサの各段階での正確な使用は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：
電圧、電流センサがこれらの段階で果たす核心的な役割は、それぞれ：
リアルタイムモニタリング：
リアルタイムかつ正確な採集ノードの電流、電圧パラメータは、CPUに伝達され、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、プログラムの制御アルゴリズムと論理判断に堅固なデータ基礎を提供する、
閉ループ制御プロセス：
プログラムは電圧、電流データを検出し、数値演算と論理分析判断を行い、パワーデバイス（SiC/MOSFET/IGBT）などの正確な閉ループ制御を実現する、
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し分析することにより、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、それから保護機構をトリガする。これには、センサが元の信号に迅速に反応することも必要です。
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：
単セル光起電電池PVからの直流電力は、逃げ出し、並列接続することにより、電圧が600 V/1500 Vに上昇する。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PVのリーク電流モニタリングを考慮する必要がある。
2.DC/DC昇圧と雷防止の一環：
DC/DC昇圧プロセスは通常、完全な回路で実現され、一般的にはこの電圧に注意する必要はありませんが、MPPT（最大電力追跡）を満たすために、DC/DCの入力段には一般的に電圧センサを追加することが考慮されています。シリーズ式はその電圧が約600 Vであるため、VN 1 V-1 M-P 01のデバイスを選択すればよく、このデバイスは最大1100 Vの電圧を検出し、
集中式はその電圧が1500 Vに達するため、VN 1 V-1 M-P 01は適切ではなく、VN 3 A 2000 M 15を選択することができる
入力段は通常、後端素子の損傷を防止し、装置の異常を引き起こすために落雷防止とサージ保護を行い、以下の回路は少なくとも4000 Vサージ/EFTなどに抵抗する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：
この一環として、IGBTブリッジアームの制御と故障保護に注目する必要がある。IGBTのdi 2/dtの値は比較的に高く、短い過衝撃電流に耐える能力はMOS管より強く、一般的に短時間のオーバーシュートは壊れにくいが、その価格が高いため、特に大電力のデバイスである。電力管が損傷されないように保護する必要があり、あるいは、電力管の損傷後、上下のブリッジアームの直通による焼損や電気機器の発火などの事件を保護するためには、+HVバスに高精度で応答時間の速い閉ループホール電流センサ、例えばCN 2 Aシリーズを置く必要があり、その応答時間は<0.5 us、精度は約0.2%である。
+HVに配置されたデバイス応答時間<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ことができ、2）保険管のような保護作用を果たす、あるブリッジアームのMOS/IGBTが破損すると、+HV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プログラムによって生成されることを考慮すると、プログラム量が大きくなり、CPUがこの0.5 usの応答時間に迅速に一致するとは限らない。CPUの主周波数を上げるのは良い方法ですが、ウィンドウコンパレータ方式で高、低（H/L）レベルのデジタル信号に変換する最大値検出回路を追加したほうがいいです。低レベルは正常で、高レベルは故障しています。最後にCPUの中断口に送り、プログラムの迅速な応答を達成し、IGBTの出力を迅速に切断し、保護の目的を果たす、
ハードウェア回路の応答速度がプログラムの動作と判断よりもはるかに高くなることを考慮すると、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のイネーブルメント端に導入されてもよい。
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、モータ系負荷であれば、一般的には直接出力端に接続すればよい。しかし、他の電気機器、電源などを送電したり供給したりするためには、インダクタンスを増やし、PWMを正弦波にフィルタリングして送電電力の品質を高める必要があります。必要に応じて、ここに電圧センサを置いて、変圧器の前段に置くこともできます。
三、特定の環境下での応用課題と対応戦略
極寒環境（-40℃以下）
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の銅厚は、通常1 oz、2 oz、5 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。このように処理しても、コストを大幅に増加させるだけでなく、PCBの引き廻しだけで100 Aまでの電流を流すこと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、PCBソルダーレジスト層の包みの下で、熱を放散することができない、
この場合、配線方式を考慮したホール電流センサを採用することができ、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板には対応するスルーホールパッドを開けるだけでよい。これは低コストのシナリオです。
より高い隔離耐圧：デバイスの元副辺の沿面の沿面電気距離設計は、1500 V以上のシステムをサポートする要求を考慮しており、直接使用することができる、
おわりに
電圧、電流センサは光起電力インバータの中ですでに基礎測定素子から、徐々にシステムの安全と効率を提供する核心保障部品に変化している。光起電力電池PVの電圧が600 Vから1500 Vに上昇し、さらに2000 Vに上昇し、スイッチング周波数が絶えず上昇するにつれて、センサーの絶えずより高精度、より短い応答時間、インテリジェント化の方向への進展を推進する必要がある。逆に、光起電力インバータシステムのより信頼性の高い、より短いメンテナンス時間方向への発展もさらに推進した。