電流センサICにおけるサージ保護の重要性

要求の厳しいアプリケーションにおける信頼性と安全性の向上

一体型電流センサ（ICS）は、コンパクトで信頼性が高く、正確なソリューションを提供することにより、電流測定と絶縁に革命をもたらしています。電流センサIC技術の重要な特徴は、電気的サージに耐える能力であり、様々な要求の厳しいアプリケーションにおける安全性と継続性を保証します。規格の進化により電圧および電流サージがより頻繁に発生するようになったため、電流センサIC技術は、長期的な信頼性を確保するためにこれらの課題に対処する必要があります。

サージ保護の課題

電圧や電流の急激な上昇を特徴とする電気サージは、落雷、スイッチング操作、システム内部の変動などの外的要因によって引き起こされることがあります。これらのサージは、特に高電圧が一般的な産業、自動車、再生可能エネルギー部門において、高感度の電子機器に深刻なリスクをもたらす可能性があります。

電流センサICシステムは、動作の完全性を保証するために、これらの高サージ電圧に耐える必要があります。産業用アプリケーション、特に外乱によるインパルス電圧に対処する場合、最大10kVから20kVのサージ電圧は珍しくありません。そのため、電流測定システムは、一般的な動作条件だけでなく、このような極端な過渡過電圧にも耐える必要があります。

ソーラーインバータの制御ループ機能は、UL 62109-1規格に準拠し、効率的なエネルギー変換とシステムの安定性を保証します。

電流センサIC：サージ保護のための優れたソリューション

従来の電流センサは、外付けのサージ保護部品や絶縁部品を必要とすることがよくありますが、ICSテクノロジーは電流測定と強化絶縁を統合し、オールインワンのコンパクトなソリューションを提供します。この統合により、システムのサイズ、複雑さ、コストを削減すると同時に、今日のアプリケーションで一般的に遭遇するサージ電圧に確実に対応することができます。

統合型電流センサ製品は、IEC 61000-4-5（サージイミュニティ試験）やIEC TS 62993仕様に概説されているような厳しい絶縁規格を満たす必要があり、かつては中電圧（MV）範囲の一部と考えられていた電圧にまで低電圧（LV）要件が拡張されています。LEMの専門家が指摘しているように、低電圧規格でさえも現在進化しており、サージ絶縁電圧は標準的な産業用アプリケーションでは10kV、再生可能エネルギーシステムではさらに高い電圧まで押し上げられています。

IEC 61010-2-030:2023
主電源に接続される回路のインパルス電圧

CDNが接続されていないジェネレーターの出力における開回路電圧の波形（1,2/50 µs）

サージ保護」における電流センサICの主な利点

絶縁強化： ICSセンサは、最新の業界標準に従って、最大10kV以上のサージ電圧に対応できる統合絶縁を特徴としています。この強化絶縁により、デバイスは安全性や性能を損なうことなく、最も過酷な電圧スパイクにも耐えることができます。
コンパクト設計：電流センシングとサージ保護が1つのユニットに統合されているため、一体型電流センサはコンパクトで、外部コンポーネントを追加する必要性を低減します。その結果、システム設計が簡素化され、スペースの有効利用が可能になります。
信頼性の向上： 電流センサICは、絶縁と電流センシングを最適に統合しているため、必要な部品点数が少なく、サージ条件下での故障率を低減します。これにより、特に電気自動車のパワートレインや産業用モーター・ドライブのような高ストレス環境において、耐久性が向上し、信頼性が高まります。
コスト効率：外付けの絶縁部品やサージ保護部品が不要なため、統合型電流センサ技術は、システム全体のコストとその複雑さの両方を削減します。これは、サージ保護のために複数の外部コンポーネントに依存する従来のシステムに比べて大きな利点となります。

サージ保護強化のための電流センサICの使用例

電流センサICテクノロジーは、過渡過電圧や高サージ条件が多いアプリケーションで特に有益です。注目すべき使用例には以下が含まれます：

電気自動車（EV）パワートレイン：電気自動車（EV）のパワートレイン：EVの高電圧環境、特に回生ブレーキ時には、電流検出システムの完全性を保護するために堅牢なサージ保護が必要です。

産業用モータードライブ：負荷の頻繁な変化や電気ノイズにより、電圧が大きく変動することがあります。ICSセンサは、サージ保護がこれらのシステムにシームレスに統合されていることを保証するのに理想的です。

再生可能エネルギーシステム：ソーラー・インバータやその他の再生可能エネルギー機器は、雷によるサージ電圧にさらされることがよくあります。電流センサIC技術は、これらのシステムを高サージ条件から保護する信頼性の高いソリューションを提供し、継続的な動作を保証します。

進むべき道

LEMの専門家が指摘するように、統合型電流センサ技術の将来は、フラックスゲート・センサに基づくものなど、既存の設計を最適化することにあります。新たな進歩としては、これらのセンサの小型化の改善、より強力なデジタルシステム（FPGAやマイクロコントローラーなど）の使用、コンパクトで統合されたサージ保護用のオーバーモールドICSセンサの開発などが考えられる。

より高いサージ絶縁定格を追求する上で、電流センサICメーカーは、特に電気自動車、産業オートメーション、再生可能エネルギーなどの分野において、進化する業界標準と、より高いサージ電圧耐性に対する需要の高まりに対応することが極めて重要です。