LEM(莱姆)电流传感器介绍
LEM 是专注电参量测量传感器的厂商,大家俗称的 LEM 电流传感器以霍尔效应电流传感器为主,同时也推出罗氏线圈类产品,核心作用是在强弱电隔离条件下完成电流检测。下面仅做原理、特性、适用范围的客观说明,不含产品推广。
主要原理分类
1. 闭环霍尔传感器(磁平衡 / 零磁通型,LEM 代表性产品)
原理:被测原边电流穿过磁芯产生磁场;传感器内部副边绕组生成反向磁场,抵消原边磁场,使磁芯内总磁通接近 0。霍尔元件只检测残余微弱磁通,用来反馈调节副边电流。副边电流和原边电流维持固定比例,外接采样电阻后,可得到和原边电流成正比的电压信号。
可测:直流、交流、脉冲电流
优点:线性度好、测量精度高、温度漂移小;磁芯工作在近零磁通状态,不容易磁饱和;一次侧功率回路与二次侧信号回路电气隔离。
缺点:内部电路复杂,需要外部供电;成本高于开环方案。
2. 开环霍尔传感器(直测式)
原理:原边电流产生的磁场由磁芯聚拢,霍尔元件直接感应磁场强度并输出对应电压,没有用来抵消磁场的副边反馈回路。
可测:直流、交流、脉冲电流
优点:结构简单、体积小、功耗低。
缺点:精度、温漂、线性表现弱于闭环;大电流工况下磁芯容易饱和,过载后会残留剩磁,干扰后续测量。
3. 罗氏线圈(Rogowski,交流专用)
无磁芯结构,依靠交变磁场感应电动势。
仅能测量交流电流,无法测量直流。
优点:不存在磁饱和问题,适合高频、大峰值交流电流;本体较轻。
缺点:低频特性差,必须搭配积分器使用;不能采集直流分量。
通用特性
电气隔离:功率侧强电和采集侧弱电相互绝缘,隔离高压,保护后端 MCU、采样电路,是这类传感器最核心的价值。
供电需求:霍尔型传感器大多需要外部直流供电,常见规格 ±15V,部分型号支持单电源;罗氏线圈配套的积分单元同样需要供电。
两种输出
电流输出型:多见于闭环型号,输出比例电流信号,需要外接采样电阻转为电压;
电压输出型:内置采样电阻,直接输出电压信号,使用更简便。