LEM電流傳感器
2002年，LEM收購了一家位于日本的生產霍爾效應電流傳感器企業(yè)——NANA Electronics K.K.公司。新公司更名為NANALEM K.K.，總部位于東京町田。新的研發(fā)隊伍融合了兩家公司的專業(yè)經驗，已經重新設計了日本最暢銷的產品SY系列，并把它發(fā)展成為HX系列。
霍爾效應原理
HX傳感器的核心是一個霍爾效應發(fā)生器。1879年，Edward H. Hall發(fā)現(xiàn)了霍爾效應，在電流流經一片薄傳導材料(霍爾發(fā)生器)，并放在正交磁場中時，會發(fā)生這種效應。然后電磁洛倫茲力將感應電子，根據(jù)極性流到薄片邊緣。
在這兩個邊緣之間產生的霍爾電壓VH與控制電流IC和磁通量B直接成正比(圖1)?；魻柊l(fā)生器由一片薄傳導材料制成，如鎵砷化物(GaAs)，這種材料在使用期間能夠實現(xiàn)可靠穩(wěn)定的性能。在5 mA的控制電流下，獲得的霍爾電壓約為1.25 mV/mT。
霍爾效應開環(huán)電流測量
一次電流產生的磁場會在磁性電路的間隙中生成線性磁通量B，磁通量B會在霍爾發(fā)生器中感應成比例的霍爾電壓VH。然后這個電壓被電子電路放大，得到一個與一次電流成比例的輸出模擬信號。HX系列可以測量DC電流和AC電流，以及相控整流器、有源電源轉換器、PWM轉換器和開關式電源中復雜的電流波形。輸出電壓一直是一次電流的真映像。
抗dv/dt噪聲能力
在設計驅動器控制和開關設備時，工程師遇到的其中一個問題是整流期間快速電壓變化導致的高dv/dt噪聲。
電源半導體技術一直在不斷發(fā)展?，F(xiàn)在，許多半導體產品大樣本中都可以看到整流速度非常高的IGBT。因此，當前通用逆電器一般會以很高的開關頻率工作，通常在20 kHz以上。在這么高的頻率上工作的好處包括波形更平滑、操作更安全、效率更高。
開關設備每次開關時產生的高dv/dt值將在主電纜和傳感器的電子電路之間產生電容電流。大多數(shù)模擬線性放大器對這種寄生電流很靈敏。因此，dv/dt噪聲將被疊加在輸出信號上。根據(jù)變動電壓的幅度和斜坡，初始尖峰和后來的振蕩有時會非常高，以致它們會激活傳感器的電流保護電路，進而使逆電器暫停運轉。LEM的經驗在HX系列設計階段幫助保證了對關鍵噪聲的完美免疫力，而又不會損害帶寬，因此HX的性能要超過其它類似的傳感器(圖2和圖3)。
對階躍電流的超快速響應時間對IGBT短路保護必不可少。HX系列可以以50A/?s以上的速度，準確追蹤電流變化，對階躍電流的響應最快為3s。
設計工程師經常面臨的另一個棘手問題是可用空間。小型傳感器有助于解決這個問題，HX傳感器重僅8克，要求的安裝面積只有15 x 19 mm。但眾所周知，當這種傳感器并排放在三相應用中時，各自的一次電流可能會影響其它傳感器的電子器件。在并排安裝在三相應用中時，HX電流傳感器引起的相互干擾非常小(圖4)。
專用版HX傳感器有兩個一次線圈，這兩個線圈既可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)(圖5)。在某些逆電器應用中，可以使用一對這樣的傳感器，測量所有三個相位，每個傳感器兩個相位(圖6)。這消除了對第三個單元的需要，有助于降低成本。AC測試電壓(50 Hz, 1分鐘)是3 kVRMS，間隙/漏電距離超過5.5mm，使這些傳感器特別適合中低功率范圍中的隔離電流測量。
下載文檔
