800V125kW SIC 双面水冷控制器
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特种控制器
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产品描述
产品概述
随着半导体技术的发展，目前SiC功率器件已经成为国内外第三代半导体的重要发展方向，与Si功率器件相比，具有高温、高压、高频等特性。本项目通过采用先进的电机模拟器（PowerHil）技术、以及基于FPGA的快速原型机开发等，方便实现不同SiC器件和模块的验证，很方便的进行SiC功率器件特性的研究。
本项目是基于SiC双面水冷封装形式功率器件开发驱动器。
项目 | 考核指标 |
|---|---|
直流母线电压 | ≯800V |
控制器额定功率 | ≥125Kw |
控制器峰值功率 | ≥250Kw |
控制器最高效率 | ≥99%@500V |
控制器的最大开关频率 | ≥20kHz |
控制器的最大输出电流 | ≥400Arms@120s,600Vdc |
功率半导体 | 双面水冷封装形式的SiC器件 |
控制器工作环境温度 | -40℃~85℃ |
控制器最高运行频率 | ≥1000Hz |
控制电源供电范围 | 12V(8V—18V) |
功率密度 | ≥30kW/L |
控制器的工作原理
电气原理图
三相 SiC 电机控制器的主要任务是将电池组输出的直流电（DC）转换为频率和幅度可调的三相交流电（AC），以驱动永磁同步电机（PMSM）或异步电机。
- 直流支撑环节（DC Link）： 电池提供的直流电首先通过母线电容进行稳压和滤波，以吸收开关过程中的电压波动。
- 三相逆变桥： 这是控制器的核心，由三组（共 6 个）SiC MOSFET 组成。每组包含一个上桥臂和一个下桥臂，分别控制电流流向电机的 U、V、W 三相。
- SiC MOSFET 的角色： 作为高速电子开关，通过极快地“开”与“关”，将直流电切割成脉冲序列。
技术规格
名称 | 规格参数 | |
电机控制器型号 | CE-800/400-X0HS-TZ/SC-GC | |
额定输入电压 | 600Vdc | |
最高输入电压 | 800Vdc | |
适用电机 | 永磁同步电机或交流异步电机 | |
额定功率(kW) | 125kW | |
峰值功率(kVA) | 250kW | |
额定输出电流 | 250A | |
峰值输出电流 | ≥400Arms@120s,600Vdc | |
外部供电输入电压范围 | 10～32V 典型值12V/2A | |
额定条件控制器效率(%) | ≥99% | |
输出频率范围 | 0.00～1200Hz | |
外形尺寸（mm） | 296mm×195mm×117mm | |
重量(kg) | 约7.5kg | |
冷却方式 | 液冷 | |
水流量 | ≥15L/min | |
防护等级 | IP67 | |
工作环境温度 | -40℃～+105℃ | |
编码器类型 | 旋转变压器 | |
控制方式 | 转矩或转速 | |
转矩响应时间 | 零转矩~额定转矩 ＜100ms | |
转矩控制精度 | ±5%额定转矩 | |
转速控制精度 | ≤±1% | |
高压输入端子 | +、- | 车用连接器 两芯 |
高压输出端子 | U、V、W | 车用连接器 三芯 |
电机温度传感器 | Pt100（默认）；亦可硬件配置为Pt1000 | |
保护功能 | 控制器过温、电机过温、过载、短路、过流、过压、欠压等 | |
外形尺寸（可选）
产品特点
- 支持多种通讯协议（CAN、RS485、ModBus）
- 驱动方案采用三相全桥逆变，U、V、W每个桥臂使用1个800A的SiC功率器件，可输出不低于400A的相电流；
- 使用上、下两块水冷板压紧双面水冷SiC器件；
- Gate Driver选用Rohm驱动IC，它有足够的驱动能力，3750Vrms隔离耐压；
- 输出侧3个霍尔，采样U、V、W输出电流。
- 输入侧1个霍尔，采样DC电流。
- 箱体内安装被动放电电阻。
应用场景
车辆电机控制器
应用现场照片
波形
400A
400A
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