公司信息
LEM为汽车牵引逆变器提供种类繁多的电流传感器，通过多种装配方案实现高度集成化设计，例如集成于栅极驱动板、与功率模块即插即用、配备集成母线，且即将推出无需磁芯的解决方案。LEM与全球所有主要汽车、客车、卡车制造商及一级供应商保持合作。
电流传感器为何在汽车电机控制应用中如此重要
电动汽车和混合动力汽车需要牵引逆变器，以高精度和高可靠性驱动功率高达数百千瓦的电动机。
电流传感器在汽车电机控制应用中至关重要，原因如下：
扭矩控制
精确的扭矩控制对乘用车至关重要，它能通过降低车轮打滑或失控风险来提升车辆安全性——尤其在湿滑或复杂路况下；它确保牵引系统在广泛工况下保持最高效率；并通过平顺优化的加速与能量回收制动，提供最佳驾驶体验。
电动机产生的扭矩与其绕组电流成正比。通过精确监测电流，结合多参数的控制回路即可调节电动机的扭矩输出。
故障与过载检测
电流水平的异常增减可能表明电机内部存在短路、断路或绕组故障等问题。通过持续监测电流，控制系统能够及早发现这些故障，从而及时停机以防止进一步损坏。其目标在于确保系统的“功能安全”。
汽车电机控制用电流传感器的关键特性
牵引逆变器的电流传感器需要在各种特性之间实现最佳平衡。
宽电流测量范围：汽车牵引逆变器的电流传感器应能感知0安培至数千安培的宽广电流范围，以覆盖电机所有可能的工作点。
高精度与抗外部磁场能力：精确测量电流可准确估算电机转矩。需注意某些误差（如偏移量）可在运行期间通过系统级补偿实现，而外部磁场则可能引入额外误差源。因此，深入理解电流传感器技术及其在变频器中的集成设计，是实现最佳性能的关键所在。
高带宽：由于电流传感器的首要功能是监测流入电机的电流，其带宽必须足够高（通常需超过40kHz），才能追踪电机基频（最高可达2kHz）。更高的带宽不仅能测量逆变器的PWM频率，还能提供更广泛的信息，从而赋予电机控制更高层次的灵活性。
快速响应时间：具有快速响应时间的电流传感器能够迅速保护电机免受短路影响，例如在电机绕组中发生短路时。
高度集成与简易组装：尽管具备高功率能力，逆变器保持紧凑尺寸至关重要，这既便于其安装到车辆中，又能为乘客提供更多空间。采用多种外形尺寸的紧凑型电流传感器，以及在栅极驱动器板、功率模块或母线上的安装方案，为设计提供了灵活性。
质量与可靠性：与任何汽车零部件一样，电流传感器必须确保在乘用车预期使用寿命期间，能在恶劣环境中可靠运行。此外，不仅零部件本身的质量，整个制造过程及完整供应链的质量都必须符合最严格的汽车质量标准。
牵引逆变器电流传感器的主要技术
用于检测电流的技术种类繁多。但广受欢迎的那些技术，往往能在成本、体积、性能和易用性之间实现最佳平衡：
- 基于磁芯的霍尔效应开环电流传感器：操作简便，精度高且信噪比优异，具备高带宽特性，对外界磁场干扰具有强抗扰性。尽管体积通常较大，但多样化的封装形式可有效克服此局限。
- 无芯霍尔效应开环电流传感器：以最低成本实现高度集成化。需投入大量设计工作并确保稳定制造工艺，方能保证其在各种工况下的长期性能。
- 分流器：在电流可流向PCBA的低功耗应用中尤具成本效益，且具备抗外部磁场能力。但电流增大时会产生显著功耗损耗，需额外电路确保隔离性能。
LEM汽车牵引逆变器用电流传感器
LEM提供多种不同外形尺寸的电流传感器，专为牵引逆变器设计，可检测电机相线电流、电池直流母线电流，甚至在外部励磁电机替代永磁电机时，还能检测转子绕组电流。
电机控制架构
目前所有可用的电流传感器均为基于霍尔效应的核心式电流传感器，提供多种外形尺寸选择，可实现高度集成并轻松组装到逆变器中。
相位电机电流检测解决方案
在电机控制应用中，相位测量对于监控和调整电机各相的时序与同步至关重要，可确保高效运行并实现对转速和转矩的精确控制。
针对相位测量需求，我们推荐采用HAH3系列产品，尤其适用于安装在功率模块上的HAH3 S07/SP42型号。
直流母线电流传感器，提升性能表现
直流母线在电机控制应用中对电流传感器至关重要，它提供稳定的电压基准，从而实现精确的电流测量和高效的电机运行。
集成母线条的HSTDR系列是直流母线的理想选择。
外部磁场励磁转子用电流传感器
转子外部励磁是指向绕组转子通电以实现动态磁化。
在此应用中，集成于印刷电路板组件（PCBA）表面贴装器件（SMD）的HMSR传感器是首选产品。
汽车电机控制产品
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 带宽 | 50kHz | 50kHz | 50kHz | 50kHz | 50kHz | 50kHz | 50kHz |
| 消费 | 15mA | 15mA | 15mA | 15mA / phase | 15mA / phase | 15mA / phase | 15mA / phase |
| 电流范围最大值 | 1 Phase +/- 900A | 1 Phase +/- 1200A | 1 Phase +/- 1500A | 2 Phases +/- 650A | 3 Phases +/- 900A | 3 Phases +/- 900A | 3 Phases +/- 1200A |
| 供电电压 | +5V | +5V | +5V | +5V | +5V | +5V | +5V |
| 安装 | Busbar | Integrated Busbar | Busbar | Busbar | Busbar | Busbar | Infineon Hybrid Pack |
| 输出 | Through-Hole PCB Voltage | Voltage Molex Connector | Voltage Tyco Connector | Voltage JAM Connector | Voltage Hirose Connector | Voltage Molex Connector | Voltage Pressfit |
| 总体准确率 | 2% | 3.2% | 3.75% | 3.2% | 3.5% | 4.25% | 3.2% |
| 技术 | Open Loop Hall Effect | Open Loop Hall Effect | Open Loop Hall Effect | Open Loop Hall Effect | Open Loop Hall Effect | Open Loop Hall Effect | Open Loop Hall Effect |
证书与合作