Cảm biến dòng điện LEM

Tổng quan về cảm biến dòng điện LEM

Lịch sử và vị thế của LEM trong ngành

Trải qua hơn 50 năm phát triển, LEM đã khẳng định vị thế dẫn đầu toàn cầu trong lĩnh vực cảm biến dòng điện và điện áp. Công ty đặt trụ sở tại Thụy Sĩ, sở hữu 1.700 nhân sự tại hơn 17 quốc gia, liên tục đẩy mạnh R&D để phục vụ các xu hướng như năng lượng tái tạo, tự động hóa và di động điện.

Nguyên lý hoạt động chung và các công nghệ lõi

LEM sử dụng ba công nghệ đo dòng chính: Hall‑effect (mở và khép kín), Fluxgate và Air‑core (Rogowski). Trong đó, cảm biến Hall‑effect phổ biến nhất nhờ khả năng đo AC/DC, độ chính xác tốt và trọn gói gọn nhẹ. Công nghệ Fluxgate dành cho ứng dụng siêu chính xác (tới vài ppm), trong khi Rogowski phù hợp với dòng mạch mở và sóng phức tạp.

Các dòng sản phẩm cảm biến dòng điện LEM

Dòng GO series

GO series là dòng cảm biến tích hợp đầu tiên của cảm biến dòng điện LEM, tích hợp mạch dẫn, phần tử Hall và mạch xử lý tín hiệu trong một gói SOIC8 (GO‑SMS) hoặc SOIC16 (GO‑SME). Sản phẩm đo liên tục 30–75 A, độ phân giải cao và chi phí tối ưu cho các ứng dụng tiêu chuẩn công nghiệp và ô tôLem.

• GO‑SMS: Đo từ 30 A đến 75 A, điện trở nội thấp 0.75 mΩ, tích hợp phát hiện quá dòng.
• GO‑SME: Hỗ trợ đo AC/DC, bù nhiễu môi trường, giữ ổn định độ chính xác trên dải nhiệt rộng.

Dòng HLSR series

HLSR là dòng cảm biến dòng điện LEM bán chạy nhất trong ngành năng lượng mặt trời, với 5 mức dải đo: 10 A, 20 A, 32 A, 40 A và 50 A. Sản phẩm cung cấp:

• Cung cấp điện áp tham chiếu ngoài và trong
• Độ trôi offset và gain thấp
• Khoảng cách cách ly 8 mm, chịu điện áp thử 4.3 kV RMS.

HLSR hoạt động với nguồn +5 V hoặc +3.3 V, chân gắn qua lỗ hoặc SMT, đáp ứng nhiệt độ –40 °C đến +105 °C.

Dòng HO series

HO series sử dụng công nghệ Hall‑effect mở, đo dải 6 A–250 A, phù hợp gắn PCB hoặc panel (HO‑S). Điểm nổi bật:

• Dải đo rộng, từ 6 A đến 250 A nominal
• Thời gian đáp ứng nhanh (2.5–3.5 µs), độ trôi nhiệt và offset thấp
• Phiên bản đa dải (HO‑NP) và cảm biến lập trình (HO‑NSMPR, HO‑NPPR) với ngưỡng quá dòng và thời gian đáp ứng có thể cấu hình.

Phiên bản HO Digital còn sử dụng modul sigma‑delta để xuất tín hiệu số PDM, phù hợp tích hợp vào hệ thống tự động hóa.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết

Cảm biến dòng điện LEM chủ yếu dựa trên nguyên lý Hall‑effect: khi có dòng điện chạy qua mạch dẫn, từ trường sinh ra sẽ được cảm biến Hall thu và chuyển đổi thành điện áp tỉ lệ. Trong dòng IC tích hợp (GO series), LEM dùng phép đo vi sai giữa hai tế bào Hall đặt đối xứng để triệt tiêu nhiễu ngoại lai, khuếch đại gấp đôi tín hiệu mong muốn.

Mạch cảm biến và cách ly galvanic

• Mạch dẫn chính tạo từ trường, mạch thứ cấp nhận và xử lý tín hiệu.
• Cách ly galvanic đảm bảo an toàn điện, ngăn dòng dò giữa mạch chính và mạch đo.

Các tính năng kỹ thuật nổi bật

• Độ chính xác: Từ 0.5% (OPEN‑LOOP) đến vài ppm (Fluxgate) tùy dòng sản phẩm.
• Dải đo rộng: Linh hoạt từ vài amper đến hàng chục kiloamper.
• Chống nhiễu: Cấu trúc vi sai và bù nhiệt giúp duy trì sai số thấp trong môi trường công nghiệp.
• Tích hợp thông minh: Một số series hỗ trợ phát hiện quá dòng, chương trình dải đo và điều chỉnh tham chiếu ngay trên chip.

Công nghệ và ưu điểm vượt trội

So với shunt đo dòng truyền thống, cảm biến LEM không sinh nhiệt lớn, không tổn hao năng lượng, và cung cấp cách ly dòng cao. So với các cảm biến Hall‑effect khác, các dòng IC và Fluxgate của LEM mang đến:

• Kích thước nhỏ gọn, dễ tích hợp PCB
• Tính linh hoạt nhờ khả năng lập trình và đa dải
• Tuổi thọ cao, ít bảo trì
• An toàn và ổn định trong môi trường khắc nghiệtLem.

Ứng dụng thực tế

• Biến tần và motor công nghiệp: Kiểm soát công suất động cơ, đảm bảo hoạt động ổn định.
• Hệ thống năng lượng mặt trời: Giám sát dòng tải inverter và tối ưu hiệu suất phát điện.
• Tủ điện công nghiệp: Cảm biến kín hoặc mở, tích hợp giản đồ PCB, dễ bảo trì.
• Trạm sạc xe điện và UPS: Đo dòng sạc/xả pin, bảo vệ quá dòng, đảm bảo an toàn cho hệ thống lưu trữ.

Kết luận

Cảm biến dòng điện LEM hội tụ đầy đủ yếu tố: độ chính xác cao, khả năng chống nhiễu, đa dạng dòng sản phẩm GO, HLSR, HO series và các giải pháp tích hợp thông minh. Với hơn 50 năm kinh nghiệm và cam kết đổi mới, LEM mang đến giải pháp tối ưu cho mọi ứng dụng công nghiệp và năng lượng bền vững.

Liên hệ tư vấn: An Trọng Tín – 0938 984 234