半導体型電流センサ(ICS)
電流センサは、より小さく、スマートで、安価でなければなりません。 LEM社 の研究開発では、電流検出機能の実装面積を削減し、自動車、産業、住宅などの幅広いアプリケーションでの電流測定の統合を簡素化するために、さまざまな電流センサICの開発を積極的に推進しております。
低電流では、シャントは実行可能なソリューションですが、絶縁の問題があり、単独で電流検出機能を提供することはできません。 測定された電圧出力の信号処理には、アンプやアナログデジタル変換 (ADC) が必要です。
半導体製造とパッケージングの技術進歩のおかげで、電流センサのすべての部位を 1 つの単一パッケージに統合することが可能になりました。 電流がデバイスを流れ、誘導磁場が 2 つのホール素子によって検出され、動作は非接触なガルバニック絶縁により、電圧信号は特定用途集積回路 (ASIC) 内で処理され、この ASIC により、 他の独自機能を追加します。
50 年にわたり電気測定のリーダとして、LEM は顧客の進化するニーズに適合する新しい技術を常に開発しています。 同社は現在、進化するニーズと新しいアプリケーションに対応するための完全な電流センサIC製品群を構築しています。
GOシリーズ
- 標準パッケージと小さな実装面積
- 良好な費用対効果
- 小型ドライブ、ロボット、太陽光パワコン、電動自転車などに最適です。
主な特徴
- 25℃で1%の精度
- 低ドリフト (オフセット: 75uV/℃、ゲイン: 200ppm/℃)
- 消費電力17mA
- 固定およびレシオメトリック出力
HMSRシリーズ
- SOIC 16互換の実装面積
- 優れた精度: 典型的精度は温度および測定範囲全体で 0.5% - 小磁気ヒステリシスが <<0.5%
- 良好なイミュニティ
主な特徴
- 電流範囲 125°C で連続 6 ～ 30 Arms (75 A ピーク)
- 絶縁: 4,950 Vrms
- グローバル精度 -25°C: 0.78 %
- グローバル精度 - 温度以上: 1.4 %
FHSシリーズ
LEMの電流センサICの詳細
半導体型電流センサとは何か?
電流センサICは、一次電流導体、検出素子、信号処理ダイ、過電流検出などの専用機能、そして絶縁をすべて 1 つのパッケージに統合し、電流検知機能の実装面積を削減するホール効果方式の電流センサです 。
電流センサICを使う理由
低電流の場合、シャントも選択肢の一つですが、絶縁の問題があり、電流検出機能を成立させるためには電子部品を追加する必要があります。電流センサICは高度に統合された製品で、あらゆる用途でシームレスに機能します。LEMでは、50年にわたる基本的な電気的知識、お客様のアプリケーションの理解、そして製品イノベーションを推進しています。絶縁型電流センサは、あらゆる環境の電流を感知するために最も最適化された製品です。
レムの電流センサICにはどのような技術が使われていますか？
電流センサICは電流センシングにホール効果技術を使うことができる。
ホール効果センシングは、電流誘導磁界を非接触で測定する方法のひとつです。ホール素子は、磁界の変化を抵抗の変化に変換するセンシング素子である。ホール素子に定電流が流れると、磁界に比例した電圧出力変化が得られます。
従来のホール効果電流センサとは異なり、半導体型電流センサは、磁界を集中させるために電流導体とセンシング素子の周囲に磁気コアを使用していません。差動測定を使用しています。
差動測定のおかげで、外部磁界の摂動に対する良好な応答を維持しながら、磁気コアを取り除くことが可能です。差動測定では、2つの検出ホール素子を使用します。ホール素子は2つとも測定される磁界を受け、一方は正の極性で、もう一方は負の極性で受けます。また、同じ極性で外部磁場を受けます。2つの素子の差分をとることで不要な磁場は互いに打ち消し合います。
絶縁型電流センサの5つの利点
電流センサICは、磁気コアを使用しない差動測定方式による利点があります。磁性体コアをなくすことで、組込みアプリケーションにはいくつかの利点があります：
- コスト削減
- センシング側の電力密度を向上 - LEM 絶縁型電流センサ製品の800Vアプリケーションで最大75A。
- 電流測定が磁気ヒステリシスによるオフセットの影響を受けない。
- 動作温度は、磁性材料が減磁するキュリー温度ではなく、デバイスの最大接合部温度によって制限されます。
- 周波数と帯域幅は、コアの磁気素子の固有の飽和によって制限されない。
センサICが違いを生み出すアプリケーションとは？
電流センサICは、正確な制御、効率、保護が必要とされる幅広いアプリケーションに適しています。ICSを使用することで、設計者はプラグアンドプレイで電流センシング機能を実現でき、事実上すべての課題を1つの部品で解決できます。
例えば、DC/ACインバーターやモータードライブでは、LEM社GO、HMSR製品によって小型化と設計の簡素化を実現します：
- 低電力損失の半導体型センサは、マイクロコントローラやトランジスタなどの熱源に近づけることができ、ICSの保有する絶縁性能によりPCBレイアウトが簡素化されます。
- また内蔵OCDにより、マイクロコントローラは最小限の遅延でシステムを安全な状態にすることができます。
規格と認証
| GOシリーズ | HMSRシリーズ |
|---|---|
| IEC 61800-5-1: 2007 | IEC 61800-5-1: 2007 |
| IEC 62109-1: 2010 | IEC 62109-1: 2010 |
| IEC 62368-1:2018 (supersedes IEC 60950-1: 2005) | IEC 60950-1: 2005 |
| UL 1577: 2014 | UL 1577: 2014 (pending) |
| UL 62368: 2019. |
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エレクトロニクスがより強力でコンパクトになるにつれ、絶縁型電流センサはスペースに制約のあるアプリケーションにおいて正確で信頼できる電流センシングのソリューションを提供します。
このガイドは、革新と持続可能性に対するLEMのコミットメントを反映し、これらのセンサの効率的で安全なアプリケーションを詳しく紹介しています。