题记：电动汽车能否成功取决于两个关键因素，即减少电池方面的里程焦虑，并根据电池健康状况和充电状态以及逆变器在系统级别提供准确的信息。这有助于降低成本，实现更高效的动力总成设计。在这两种用例中，精确的电流感测都发挥着重要作用。

今天，我们看到向绿色能源的过渡加速，这转化为交通系统的逐步电气化，以及随之而来的道路上电动汽车数量的增长。电动汽车能否成功取决于两个关键因素，即减少电池方面的里程焦虑，并根据电池健康状况和充电状态以及逆变器在系统级别提供准确的信息。这有助于降低成本，实现更高效的动力总成设计。在这两种用例中，精确的电流传感器都发挥着重要作用。

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电子行业也在竞相降低任何组件的成本和占地面积，包括电流传感器。对更小、更便宜的传感器的需求加速了碳化硅功率模块的采用，因为它们能够应对更高的电压水平和功率密度，从而实现更好的系统效率。

LEM 的电流感测解决方案

LEM 是一家成立于 50 年前、总部位于日内瓦的公司，一直涉足电流传感业务，一直在开发其专有技术。 LEM 集成了全方位的活动，包括设计、测试和制造。

LEM 全球产品管理副总裁 Bastien Musy 表示：“可以公平地说，今天，LEM 是电流传感领域唯一的纯玩家。” “许多公司生产当前的传感器，但它们通常是大公司的一部分。”

LEM 提供的传感器范围从非常小的电流水平到数千安培，涵盖范围非常广泛的应用，包括工业和汽车驱动器、用于充电基础设施的传感器和直流电表、用于医疗应用和测试台的高精度设备、汽车电池管理系统等等。

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电流传感器广泛用于逆变器应用，通常采用开环测量技术。由于需要铁氧体磁芯，因此在减小器件的占位面积方面存在潜在限制。 LEM 新推出的电流传感器 HOB-P 是一个很好的例子，它说明了如何减小铁氧体磁芯的尺寸，同时保持客户应用所需的相同性能水平。 HOB-P 具有混合架构，因为它包括一个有源组件（带有铁氧体屏蔽的 ASIC）和一个无源组件，它是一个集成在 PCB 上的拾波线圈（参见图 1）。

这种混合解决方案背后的主要思想是通过拾波线圈提高频率——在这种情况下，高于 1 MHz。如果我们只有铁氧体，我们将无法将频率提高到如此高的水平。在这种特定情况下，提高频率的原因基本上是为了允许快速开关频率，在逆变器设计中利用基于 SiC 的功率器件特性。

“我们正在努力解决开环架构的局限性，而 HOB 就是我们如何将我们的专业知识应用于创新产品的一个例子，”Musy 说。

图 1：HOB-P，一种混合换能器（来源：LEM）

铁氧体的大小显然是测量电流水平的函数。在这种情况下，HOB-P 是一种传感器，可测量高达 150 A 的标称电流和高达 250 A 的最大值。响应时间非常短，不到 200 ns。在这里，我们谈论的是一种开环技术，它本质上提供比闭环技术更低的响应时间。

SiC在逆变器中的广泛采用将导致工作电压的增加。

“我们看到汽车制造商逐渐从 400-V 架构转向 800-V 架构，以减小给定功率水平的线束尺寸，”Musy 说。 “此外，这种向更高工作电压的转变正在实现更快的充电时间，因此我们正在升级我们的产品组合。”

快速充电需要直流计量，这是相对较新的东西。在这里，LEM 开发了一种直流电表，可为充电站提供准确的信息，并允许将这些信息计费给最终消费者。然而，测量直流电并不像测量交流电那么容易。因为一直到连接电池的插头都有功率损耗，所以必须校准测量设备。必须校准传感单元以补偿所有这些特性以及连接长度，以便为用户提供最准确的信息。

“我们正在创新的另一个领域是剩余电流监测和剩余电流检测，”Musy 说。 “剩余电流检测对于保护个人至关重要，LEM 提供的产品可在发生故障时关闭系统——即在电缆或车辆车载充电器中检测到电流泄漏。”

太阳能是电流传感器的另一个相关市场。在这里，LEM 提供专为太阳能应用而设计的产品，例如逆变器、转换器和剩余电流检测器。

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“我们还涉足配电领域，我们提出了监测电网负载的解决方案，特别是在中低压站，”Musy 说。

传统上，电网的结构基本上是朝着一个方向发展，从生产商到分销商，然后到最终消费者。如今，分布式能源在市场上越来越受欢迎，优化了整个电网的输入和输出流。电网必须应对填充充电基础设施所需的高水平峰值功率。 LEM 还通过提供基于 Rogowski 线圈的传感器进入该市场。

Rogowski 线圈（参见图 2）是一种灵活的分芯交流电流传感器，插入配电器的电缆中，使市政当局、公用事业或建筑管理公司能够实时监控本地配电网络。该技术提供了出色的成本灵活性折衷方案，是改造现有装置的理想选择。

图 2：LEM ARU 系列交流电流传感器（来源：LEM）