CN114977865A - 电驱动***的有源放电 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的电驱动***。该电驱动***包括：逆变器，其具有至少一个相支路，其中相支路中的第一相支路包括第一功率开关；内部电压供应源，其被配置为生成a)内部供电电压，该内部供电电压相对于被配置为耦合到dc电源的轨上的电压被调节，以及b)第二电压，其中该内部电压供应源被配置为响应于指示该车辆的关停或故障的信号而减小该内部供电电压和该第二电压之间的电压差；以及栅极驱动通道，该栅极驱动通道被配置为通过该在功率开关的控制端子和主端子之间施加该内部供电电压和该第二电压之间的电压差来驱动该第一功率开关进入传导，栅极驱动通道被配置为在指示该车辆的关停或故障的信号之后的一时间窗口内继续驱动该第一功率开关。

Description

电驱动***的有源放电
技术领域
本发明涉及电驱动***(electric drive system)的有源放电(activedischarge)。
背景技术
电驱动***存在于电动车辆——诸如电动汽车和卡车、混合动力电动汽车和卡车以及电动火车和有轨电车——中。电动车辆通常包括逆变器，该逆变器将电池或其他直流(dc)输出转换为交流(ac)信号以用于驱动电动马达。在这些车辆中，相对大并且高的电流容量能量存储电容通常被用作电池和逆变器之间的中间缓冲器。这些电容可以被称为“DC链路电容器”或“平滑电容器”。这些电容使输入电压平滑，向逆变器输出级提供低电感电流路径，以及存储能量。
电池供电的电动车辆中的电驱动***通常将在其运行寿命内被关停(shut down)数千次。在关停期间，电池与电驱动***的其余部分隔离。然而，在没有进一步措施的情况下，中间DC链路电容器将在与电池断开连接之后保留电荷。出于安全原因，监管机构通常要求在关停之后不久合理地消散此电荷。例如，典型的监管要求将使DC链路电容器在2秒内放电到在60伏特以下的电压。
在一些情况下，放电开关和电阻器可以并联耦合于DC链路电容器。在与电池断开连接之后，此放电开关被切换成传导，并且DC链路电容器通过该电阻器放电。
附图说明
参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另有说明，否则相同的参考数字在所有各个视图中指代相同的部分。
图1是电驱动***的示意性表示。
图2是图1的电驱动***中的负责控制经由单个相支路(phase leg，相脚)向电动马达提供电力的部分的示意性表示。
图3是图1的电驱动***中的电源的示意性表示。
图4是适合于在电动车辆驱动***中的逆变器中使用的IGBT的输出特性的曲线图。
图5是图1的电驱动***中的不同的波形的示意性表示。
各个附图中的相同的参考符号指示相同元件。在附图和下文的描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求，其他特征、目的和优点将是明显的。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员将明显的是，不需要采用具体细节来实践本发明。在其他情况下，未详细描述众所周知的材料或方法，以避免模糊本发明。
贯穿本说明书提及“一个实施方案(one embodiment)”、“一实施方案(anembodiment)”、“一个实施例(one example)”或“一实施例(an example)”意味着，结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”不一定全指代相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。具体特征、结构或特性可以被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件中。另外，应理解，随此提供的附图用于向本领域普通技术人员进行解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。
如上文所讨论的，监管机构通常要求在关停之后不久合理地消散在断开连接之后在DC链路电容器上保留的电荷。
在本公开内容的实施方案中，驱动电动马达的功率开关中的一个或多个可以被用来使DC链路电容器放电。由功率开关传导的电流的量响应于功率开关的控制端子电压和参考端子电压之间的差。栅极驱动单元控制控制端子和参考端子之间的电压差以接通和关断功率开关并且使DC链路电容器放电。在实施方案中，控制端子电压和参考端子电压之间的差可以被改变以在使DC链路电容器放电期间由功率开关控制电流传导。
图1是电驱动***100的示意性表示。驱动***100包括通过开关120可逆地耦合在高轨(high rail)110和低轨(low rail)115之间的电池105。驱动***100还包括逆变器125、电动马达130、以及栅极驱动通道150。在运行中，在栅极驱动通道150的引导下，逆变器125将由电池105供应的dc电压转换为ac电压，并且为电动马达130供应电力。DC链路电容器135耦合在轨110、115之间。当通过开关120使电池105与轨110、115去耦合时，DC链路电容器135通过逆变器125来放电。
更详细地，开关120是典型的机械开关并且被耦合以将电池105与轨110、115连接以及将电池105与轨110、115断开连接。在正常状况下，当包括驱动***100的车辆在运行——例如，移动或准备好移动——时，电池105将被连接到轨110、115。在关断期间或在发生足够严重的故障状况的情况下，电池105将与轨110、115断开连接。
在电池105连接到轨110、115后，DC链路电容器135和逆变器125都将由电池105偏置。在DC链路电容器135两端形成的电压将趋向于与由电池105提供的电压相等。然而，由于DC链路电容器135比电池105更快地接受和提供电荷，因此将出现与相等的偏差。另外，DC链路电容器135通常在物理上被放置得更靠近于逆变器125的功率开关并且在距电池105某一距离处。电缆电感可以导致高瞬态电压事件。因此DC链路电容器135起作用以使逆变器125两端的轨110、115之间的电压平滑。
逆变器125可以包括一批相支路，每个相支路由串联耦合在轨110、115之间的一对开关器件形成。通常，开关器件将是绝缘栅双极晶体管(IGBT)或其他功率半导体器件。其他功率半导体开关可以包括氮化镓(GaN)基晶体管、硅(Si)基晶体管或碳化硅(SiC)基晶体管。此外，也可以使用金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)或双极结晶体管(BJT)。开关器件的开关在控制器145的控制下由栅极驱动器电路140驱动。栅极驱动器电路140被配置为根据从控制器145接收的控制信号使逆变器125中的开关器件适当地偏置。控制器145被配置为响应于较高电平的控制信号而生成控制信号。较高电平的控制信号的实施例包括例如车辆的速度将被增加或减少的指示。像逆变器125一样，栅极驱动器电路140可以参考轨115。控制器145也可以参考轨115，可以参考另一个电压，或可以包括参考轨115的一些部件以及参考另一个电压的其他部件。
在任何情况下，栅极驱动器电路140和控制器145可以被认为是栅极驱动通道150的一部分，该栅极驱动通道150通过适当地驱动逆变器125中的开关来控制向电动马达130提供电力。如下文进一步讨论的，控制器145还可以在电池105通过开关120与轨110、115去耦合时使逆变器125中的开关器件中的一个或多个开关以使DC链路电容器135放电。
图2是表示电驱动***100中的电路的一部分——即，负责控制经由单个相支路向电动马达130提供电力的部分——的示意性表示。
更详细地，电驱动***100包括电源205。通常，电源205被配置为在其输出轨210、212之间生成内部供电电压(即，VISO-VCOM)。电源205耦合到输入轨270、275和输出轨210、212。在一些实施方式中，高轨110和低轨115耦合到输入轨270。在其他实施方式中，参考DIN72552，触点30/31耦合到输入轨270、275。在一个实施例中，DIN 72552触点30可以耦合到输入轨270，并且DIN 72552触点31可以耦合到输入轨275。
在电驱动***100的所例示的低侧部分中，具有在VISO和VCOM之间的范围内的电压VEE的中间输出215被连结到电池115的低轨115。顺便一提，在控制IGBT 240的电驱动***100的对应的高侧部分中，第二电源的中间输出将被连结到逆变器125的相支路260中的中间节点，即，输出节点250。
返回电驱动***100的所例示的低侧部分，在电源205的中间输出215连结到低轨115的一个实施例中，电压VISO在适合驱动功率开关245的电压范围内并且参考轨115。此外，电压VCOM 212被选择以适应IGBT 245的关断栅极电压。在一个实施例中，电压VCOM 212相对于轨115上的电压是低的。由于电源205执行的转换，即使面对负载状况的改变，高供电轨210、低供电轨212和中间输出215之间的电压差可以是相当恒定的。这些负载状况包括车辆的速度并且可以被反映于在车辆的运行期间功率开关245的开关频率中。此外，VISO、VEE和VCOM之间的电压差的量值(magnitude)被选择以提供IGBT 245的接通电压和关断电压。此外，可以利用VISO、VEE和VCOM向驱动***100中的内部电路提供工作供电电压。例如，VISO和VEE之间的电压差可以在10-30V之间(例如，15伏特)。在车辆行驶期间，VEE和VCOM之间的电压差可以是例如＞0-10伏特(例如，5伏特)，使得轨212上的电压VCOM在低轨115上的电压以下。
如下文进一步讨论的，当电池105与轨110、115去耦合时，轨210、215之间的电压差(即，VISO-VEE)可以被改变以使DC链路电容器135放电
栅极驱动通道150的至少一部分是在VISO 210和VCOM 212所供电的、驱动***100中的电路中。栅极驱动通道150的一部分的所例示的实施方式包括栅极驱动器控制器220、上拉晶体管225、下拉晶体管230和单个栅极电阻器232。栅极驱动器控制器220被配置为接收控制信号并且根据那些控制信号控制晶体管225、230。上拉晶体管225耦合在高供电轨210和栅极驱动通道的输出节点235之间。下拉晶体管230耦合在输出节点235和低轨212之间。栅极电阻器232将驱动信号从输出节点235传导到IGBT 245。
栅极驱动通道150的此部分的其他实施方式是可能的。例如，不包括输出节点235，IGBT的栅极可以使用不同的通道被上拉和下拉，所述不同的通道各自包括一个晶体管和一个栅极电阻器并且替代地将IGBT 245的栅极耦合到相应的轨。尽管上拉晶体管225和下拉晶体管230分别被示出为MOSFET，但是应理解，可以使用其他晶体管器件(例如，npn BJT和pnp BJT)。
电驱动***100的所例示的部分还包括逆变器125的单个相支路260。相支路260包括串联耦合在正轨110和低供电轨212之间的一对IGBT 240、245。逆变器125的输出节点250在IGBT 240、245之间并且在IGBT 240、245中的相应的一个被切换进入传导时可逆地耦合到正轨110或低供电轨115中的单个轨。
应注意，每个IGBT 240、245的控制端子(即，栅极)耦合到栅极驱动通道150的一相应的部分，尽管在示意性例示中仅示出IGBT245的耦合。此外，逆变器125包括附加的相支路(例如，总共3或4个相支路)。
在运行中，栅极驱动器控制器220——连同栅极驱动通道150的其他部分——将协调IGBT 240、245和逆变器125的其他支路中的其他开关的开关，以为电动马达130供电。当IGBT 245将被偏置进入传导时，下拉晶体管230由栅极驱动器控制器220驱动进入不传导状态，并且上拉晶体管225被驱动进入传导状态。通过上拉晶体管225的传导使IGBT 245相对于低供电轨215正偏置并且进入传导。电流可以通过马达130和IGBT 245流动到低供电轨115。当IGBT 245将被偏置进入不传导时，上拉晶体管225被驱动进入不传导状态并且下拉晶体管230由栅极驱动器控制器220驱动进入传导状态。通过下拉晶体管230的传导使IGBT245的栅极相对于低供电轨115负偏置并且不传导。由于电源205供应电压VISO、VCOM，低轨212可以使IGBT 245的栅极负偏置并且确保适当的关断。
例如，假设在车辆运行期间，电源205供应在轨210的VISO和轨212的VCOM之间的20伏特的电压差，其中VEE在VCOM以上大约5伏特。因此，VISO和VEE之间的电压差是约15伏特。在下拉晶体管230处于传导而上拉晶体管225不传导的情况下，IGBT 245的栅极将被偏置到在VEE以下5伏特，并且因此在IGBT 245的发射极以下5伏特。确保IGBT 245的关断。在上拉晶体管225处于传导而下拉晶体管230不传导的情况下，IGBT 245的栅极将相对于VEE正偏置15伏特，并且因此在IGBT 245的发射极以上15伏特。确保IGBT 245的接通并且IGBT 245将以给定的跨导传导。
图3是电源205中的电路的一部分的示意性表示。具体地，图3是生成电压VEE 215的电源205中的电路的一部分的示意性表示。电源205的所例示的部分包括输入305、控制晶体管310、齐纳二极管315、320、旁路晶体管325和电阻330。在驱动***100的剩余部分的上下文中，输入305被耦合以接收指示需要使DC链路电容器135放电的信号，例如，在车辆关停后。参考低轨212，在输入305处接收的信号足以在车辆运行时使控制晶体管310偏置进入传导。然而，当DC链路电容器135将被放电时，在输入305处接收的信号太低或以其他方式不足以使控制晶体管310偏置进入传导。应理解，电源205和栅极驱动器控制器可以被形成为被制造为混合或单片集成电路的集成电路的一部分。此外，栅极驱动器控制器220可以被实施为集成电路，并且电源205可以被实施在栅极驱动控制器220的外部。或者甚至，电源205的一部分和栅极驱动器控制器可以被形成为集成电路的一部分，而电源205的其他部分在栅极驱动器控制器的外部。在所例示的实施方式中，控制晶体管310被实施为NPN晶体管，该NPN晶体管具有通过电阻335耦合到高供电轨210(VISO)的集电极端子和耦合到低轨212(VCOM)的发射极端子。当在输入305处接收的信号使控制晶体管310偏置进入传导时，控制晶体管310的集电极端子上的电压基本上变得等于低轨212上的电压VCOM，即，基本上VISO和低轨212上的电压VCOM之间的整个电压差落在电阻335两端。从而旁路晶体管325的控制端子——在此，N沟道MOSFET的栅极——被偏置，使得旁路晶体管325不传导。相反，当在输入305处接收的信号使控制晶体管310偏置使得它不传导时，控制晶体管310的集电极端子上的电压基本上变得等于电压VISO，即，基本上高供电轨210和低轨212之间的整个电压差210在控制晶体管310两端。从而旁路晶体管325的控制端子被偏置，使得旁路晶体管325传导并且齐纳二极管315被旁路。即使输入305的幅度不足够大到接通晶体管325，也可以使用包括晶体管310和电阻335的所例示的实施方式。然而，在输入305的幅度足够大到接通晶体管325的实施方式中，可以省略晶体管310和电阻335。
齐纳二极管315和旁路晶体管325与齐纳二极管320和电阻330串联耦合，以形成高供电轨210和低轨115之间的分压器。齐纳二极管315、320的击穿电压和电阻330的值可以被选择以确保：
1)当齐纳二极管315未被旁路时(例如，在车辆的运行期间)，中间输出215上的电压VEE足够低，使得将高供电轨210上的电压VISO施加到输出节点235和IGBT 245的控制端子足以用高跨导驱动IGBT245，以及
2)当齐纳二极管315被旁路时(例如，在DC链路电容器135的放电期间)，在高供电轨210上的电压VISO被施加到输出节点235和IGBT 245的控制端子时高供电轨和中间输出215之间的电压差(即，VISO 210-VEE)仅足以使IGBT 245偏置以有限的跨导进入传导。
换句话说，齐纳二极管315、320的击穿电压和电阻330的值可以被选择以确保高供电轨210和中间输出215之间的电压差VISO-VEE驱动IGBT 245以非常低的阻抗传导(大致短路)或以足够高到抵抗电流流动的阻抗传导。
再次参考示例电压值，电源205可以在VISO和低轨212上的电压VCOM之间维持20伏特的电压差，而VEE在低轨212上的电压VCOM以上大约5伏特。在这些情况下，齐纳二极管315、320可以各自被选择以提供～7.5V的击穿电压。在旁路晶体管325不传导的车辆运行期间，这提供15伏特的接通电压(即，VISO和VEE之间的电压差)和负五伏特的关断电压(即，VEE和VCOM之间的电压差)。
相反，当DC链路电容器135将被放电时，旁路晶体管325旁路齐纳二极管315。这提供7.5伏特的接通电压(即，VISO和VEE之间的电压差)和大约负12.5伏特的关断电压(即，VEE和VISO之间的电压差)。顺便一提，这些计算用于理想化的部件。更现实的模拟可以考虑更大的电压落在旁路晶体管325和齐纳二极管320的串联两端(例如，导致大约九伏特的接通电压和大约负11伏特的关断电压)。
在运行中，可以响应于例如断开开关120的相同的信号来启动开始使DC链路电容器135放电的转变。栅极驱动器通道150可以停止驱动逆变器125中的开关。然后，在一个实施方式中，每个相应的相支路中的高侧开关(例如，相支路260中的IGBT 240)可以被接通并且被驱动以用高跨导传导。此外，旁路晶体管325可以被切换进入传导，从而导致高供电轨210和中间输出215之间的电压差(即，VISO-VEE)足以用有限的跨导驱动IGBT 245。该变化所需的时间取决于例如高供电轨210、中间输出215和低轨212之间的电容(例如，在图2中所示出的)，以及电驱动***100中的其他部件的特性。例如，再次参考图3，电源205还可以包括在齐纳二极管320的阳极和中间输出215之间的电压缓冲器(例如，单位增益运算放大器电压跟随器)。如果这样的运算放大器可以提供/吸收相对大的电流，则中间输出215上的电压可以更快地跟随齐纳二极管320的阳极上的电压。在实际应用中，合适的转变时间(transition time，过渡时间)将是所请求的放电时间的大约5％到20％(例如，对于2秒的放电时间，100毫秒到400毫秒)。
在高供电轨210和中间输出215之间的电压差(即，VISO-VEE)已经稳定到适当的值之后，栅极驱动器控制器可以被控制以用一系列脉冲脉冲地驱动IGBT 245的控制端子，该系列脉冲每个仅足以使IGBT245偏置以有限的跨导进入传导。在一些实施方式中，可以对脉冲进行宽度调制，以便使DC链路电容器135以期望的波形放电。例如，在一些实施方式中，可能期望的是调制脉冲以使DC链路电容器135放电，使得DC链路电容器135两端的电荷在放电开始时相对快地下降，但是随着时间的过去放电的速率降低。例如，放电可以随着时间的过去以指数方式发生。响应于DC链路电容器135两端的电压下降到预定电平(例如，60V或由适当的监管机构指定的其他电平)以下，可以停止DC链路电容器135的有源放电。例如，可以停止对不同的相支路中的低侧开关的脉冲地驱动和对不同的相支路中的高侧开关的驱动。此外，旁路晶体管325不需要被偏置以传导。
在其他有源放电实施方式中，不是驱动每个相应的相支路中的高侧开关以用相对高的跨导传导并且用相对低的跨导脉冲地驱动低侧开关，低侧开关可以被驱动以用高的跨导传导并且高侧开关可以被脉冲地驱动。在又其他实施方式中，高侧开关和低侧开关都可以被脉冲地驱动——同步或异步。在又其他实施方式中，仅相支路的一恰当的子集需要参与DC链路电容器135的有源放电。在所有这些情况下，可以通过定制(tailor)由电源提供的电压来实现用于脉冲地驱动相应的开关的适当电压。
图4是表示适合于在电动车辆驱动***中的逆变器中使用的IGBT——例如，作为IGBT 240、245——的输出特性的曲线图400。在曲线图400中沿x轴的位置表示以伏特为单位的IGBT的集电极和发射极之间的电压差(即，VCE)。沿y轴的位置表示以安培为单位的集电极电流(即，IC)。不同的曲线405、410、415、420、425、430各自与IGBT的栅极和发射极之间的不同的电压(即，VGE)相关联。例如，曲线405示出了当VGE是19伏特时VCE和IC之间的关系，曲线410示出了当VGE是17伏特时VCE和IC之间的关系，曲线415示出了当VGE是15伏特时VCE和IC之间的关系，曲线420示出了当VGE是13伏特时VCE和IC之间的关系，曲线425示出了当VGE是11伏特时VCE和IC之间的关系，曲线430示出了当VGE是9伏特时VCE和IC之间的关系。如所示出的，当VGE减小时，曲线405、410、415、420、425、430的斜率减小并且IGBT的电阻增加。
通常，由IGBT的供应商提供的像曲线图400一样的曲线图可以被容易地用来使不同的部件的电压和值适应一组具体的运行环境。
图5是电驱动***100中的不同的波形的示意性表示。波形都被呈现为时间的函数并且跨越一窗口(window)，在该窗口期间，DC链路电容器135两端的电压被放电。例如，在关停期间和之后不久或响应于足够严重的故障状况，波形可以跨越一短窗口。
波形505表示施加到旁路晶体管325的栅极的电压。波形510表示：相对于低轨212上的电压VCOM，高供电轨210处的经调节的电压VISO。波形515表示在高供电轨210处的电压VISO和中间输出215处的电压VEE之间的电压差。波形520表示中间输出215处的电压VEE和低轨212处的电压VCOM之间的电压差。波形525表示DC链路电容器135两端的电压。波形530表示IGBT 245(或参与DC链路电容器135的有源放电的另一个IGBT)的栅极-发射极电压。
在时间T1之前，施加到旁路晶体管325的栅极的电压——即，波形505——是低的并且旁路晶体管325保持在非传导状态。电压VISO-VCOM——即，波形510——被调节到恒定值——如同在整个所例示的时间窗口内一样。高供电轨210处的电压和中间输出215处的电压之间的电压差——即，由波形515表示的VISO-VEE——是相对高的。中间输出215处的电压VEE和低轨212处的电压之间的电压差——即，由波形520表示的VEE-VCOM——是相对低的。结果，中间输出215上的电压VEE足够低于高供电轨210上的电压VISO，使得将高供电轨210上的电压VISO施加到输出节点235和IGBT 245的控制端子足以用高跨导驱动IGBT 245。此外，DC链路电容器135两端的电压——即，波形525——是高的并且大致等于由电池105提供的dc电压。IGBT的栅极-发射极电压——即，波形530——包括表示对马达130的驱动的一批相对大的幅度的脉冲。
然而，在时间T1处，DC链路电容器135的放电被触发，例如，因车辆关停或足够严重的故障状况。施加到旁路晶体管325的栅极的电压——即，波形505——上升，并且旁路晶体管325被偏置进入传导状态。高供电轨210处的电压VISO和中间输出215处的电压VEE之间的电压差——即，波形515——开始下降并且最终在时间T2处稳定。对应地，中间输出215处的电压VEE和低轨212处的电压之间的电压差——即，波形520——开始上升并且最终在时间T2处稳定。由于VISO和VCOM之间的电压差保持恒定，因此波形515的减小与波形520的增加匹配。在波形515、520稳定之后，高供电轨210和中间输出215之间的电压差(即，VISO-VEE)仅足以在高供电轨210上的电压VISO被施加到输出节点235和IGBT 245的控制端子时使IGBT 245偏置以有限的跨导进入传导。
在此稳定期间(即，在T1和T2之间)，DC链路电容器135两端的电压——即，波形525——保持高但是可能例如由于各种部件的寄生或其他功率消耗而略微减小。然而，IGBT的栅极-发射极电压——即，波形530——随着中间输出215处的电压VEE的增加而下降。
在稳定之后的某个时间T3处，用一系列脉冲535脉冲地驱动IGBT的栅极-发射极电压——即，波形530，该一系列脉冲每个仅足以使IGBT 245偏置以有限的跨导进入传导。DC链路电容器135两端的电压——即，波形525——放电而其他波形保持不变。随后，在时间T4处，DC链路电容器135两端的电压已经下降到可以结束使用脉冲535的有源放电的足够低的电平。在一些实施方式中，DC链路电容器135两端的电压可以由于其他部件的功率消耗而随着时间的过去继续下降。
如上文所讨论的，波形505、510、515、520、525、530仅在关停期间和之后不久或响应于足够严重的故障状况跨越一短的窗口。完全关停或响应可以包括例如结束将电压施加到旁路晶体管325的栅极、结束对电压差VISO-VCOM的调节以及完成DC链路电容器135两端的电压的放电。为简洁起见，未显示出完全关停或响应。
对本发明的所例示的实施例的以上描述，包括摘要中所描述的内容，并非意在是穷举的或是对所公开的确切形式的限制。虽然出于例示性目的在本文中描述了用于本发明的具体实施方案和实施例，但是在不脱离本发明的更广泛的精神和范围的情况下，各种同等改型是可能的。实际上，应理解，提供具体示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等是用于解释的目的，并且根据本发明的教导，也可以在其他实施方案和实施例中采用其他值。
鉴于上文详细的描述，可以对本发明的实施例进行这些改型。以下权利要求中所使用的术语不应被解释为将本发明限制到说明书和权利要求书中所公开的具体实施方案。而是，范围将完全由以下权利要求确定，这些权利要求将根据已经确立的权利要求解释的原则进行解释。因此，本说明书和附图被认为是例示性的而不是限制性的。
尽管在权利要求中限定了本发明，但是应理解，可以根据以下实施例替代地限定本发明：
实施例1：一种用于车辆的电驱动***，所述电驱动***包括：逆变器，所述逆变器具有至少一个相支路，其中所述相支路中的第一相支路包括第一功率开关；内部电压供应源(voltage supply)，所述内部电压供应源被配置为生成a)内部供电电压，所述内部供电电压相对于被配置为耦合到dc电源的轨上的电压被调节，以及b)第二电压，其中所述内部电压供应源被配置为响应于指示所述车辆的关停或故障的信号而减小所述内部供电电压和所述第二电压之间的电压差；以及栅极驱动通道，所述栅极驱动通道被配置为通过在第一功率开关的控制端子和主端子之间施加所述内部供电电压和所述第二电压之间的所述电压差来驱动所述功率开关进入传导，栅极驱动通道被配置为在指示所述车辆的关停或故障的所述信号之后的一时间窗口内继续驱动所述第一功率开关。
实施例2：根据实施例1所述的电驱动***，其中所述栅极驱动通道被配置为在所述时间窗口期间脉冲地驱动所述第一功率开关。
实施例3：根据实施例2所述的电驱动***，其中所述时间窗口相对于使并联耦合于所述逆变器的所述相支路中的所述第一相支路的电容放电所需的时间来定义。
实施例4：根据实施例1至3中的任一个所述的电驱动***，其中所述栅极驱动通道被配置为通过将在所述内部供电电压和所述第二电压之间的范围之外的电压施加到所述第一功率开关的所述控制端子来驱动所述功率开关不传导。
实施例5：根据实施例1至4中的任一个所述的电驱动***，其中所述内部电压供应源包括分压器，所述分压器被配置为通过将所述内部供电电压和调节所述内部供电电压所相对于的所述轨上的所述电压之间的差进行分压来生成所述第二电压。
实施例6：根据实施例5所述的电驱动***，其中所述内部电压供应源被配置为通过旁路所述分压器的一部分来减小所述内部供电电压和所述第二电压之间的所述电压差。
实施例7：根据实施例6所述的电驱动***，其中所述分压器包括齐纳二极管，并且所述内部电压供应源被配置为通过旁路所述齐纳二极管来减小所述内部供电电压和所述第二电压之间的所述电压差。
实施例8：根据实施例1至7中的任一个所述的电驱动***，其中：所述相支路中的所述第一相支路包括第二功率开关；并且所述栅极驱动通道还被配置为在所述时间窗口内驱动所述第二功率开关。
实施例9：根据实施例8所述的电驱动***，其中所述栅极驱动通道被配置为在所述时间窗口内以比所述第一功率开关的跨导更高的跨导来驱动所述第二功率开关。
实施例10：一种车辆，所述车辆包括根据实施例1至9中的任一个所述的电驱动***。
实施例11：一种控制***，所述控制***被配置为控制包括第一端子、第二端子和控制端子的功率开关，其中所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的传导响应于所述控制端子上的电压和所述第二端子上的电压之间的差，其中所述控制***包括：供电电容器，所述供电电容器耦合在所述控制***的正轨和负轨之间；***控制器，所述***控制器被配置为检测所述控制***中的使所述供电电容器放电的放电命令，所述***控制器被配置为响应于所述放电命令而输出调整信号；开关控制器，所述开关控制器耦合到所述***控制器并且被配置为接收所述调整信号，其中所述开关控制器被配置为控制所述控制端子上的电压和所述第二端子上的电压之间的差以使所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的传导变化，并且其中所述开关控制器还被配置为响应于所述调整信号而使所述功率开关的所述第二端子上的电压变化，所述电压的变化被配置为响应于所述调整信号而减小所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的可实现的传导。
实施例12：根据实施例11所述的控制***，其中所述开关控制器包括被配置为生成内部供电电压的内部电压供应源，其中所述内部电压供应源被配置为接收所述调整信号并且减小所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的所述可实现的传导。
实施例13：根据实施例12所述的控制***，其中所述调整信号耦合到所述内部电压供应源中的控制晶体管，其中所述控制晶体管被耦合以控制所述功率开关的所述第二端子上的电压相对于内部供电电压的量值，所述内部供电电压相对于所述正轨或所述负轨被调节。
实施例14：根据实施例13所述的控制***，其中：所述内部电压供应源包括分压器，所述分压器被配置为相对于所述内部供电电压设置所述功率开关的所述第二端子上的电压；并且所述控制晶体管被配置为控制所述分压器的一部分的旁路以使所述功率开关的所述第二端子上的电压变化。
实施例15：根据实施例11至14中的任一个所述的控制***，其中所述放电命令是关停命令
实施例16：一种车辆，所述车辆包括根据实施例11至15中的任一个所述的控制***。

Claims (16)

1.一种用于车辆的电驱动***，所述电驱动***包括：
逆变器，所述逆变器具有至少一个相支路，其中所述相支路中的第一相支路包括第一功率开关；
内部电压供应源，所述内部电压供应源被配置为生成
a)内部供电电压，所述内部供电电压相对于被配置为耦合到dc电源的轨上的电压被调节，以及
b)第二电压，
其中所述内部电压供应源被配置为响应于指示所述车辆的关停或故障的信号而减小所述内部供电电压和所述第二电压之间的电压差；以及
栅极驱动通道，所述栅极驱动通道被配置为通过在第一功率开关的控制端子和主端子之间施加所述内部供电电压和所述第二电压之间的所述电压差来驱动所述功率开关进入传导，栅极驱动通道被配置为在指示所述车辆的关停或故障的所述信号之后的一时间窗口内继续驱动所述第一功率开关。
2.根据权利要求1所述的电驱动***，其中所述栅极驱动通道被配置为在所述时间窗口期间脉冲地驱动所述第一功率开关。
3.根据权利要求2所述的电驱动***，其中所述时间窗口相对于使并联耦合于所述逆变器的所述相支路中的所述第一相支路的电容放电所需的时间来定义。
4.根据权利要求1所述的电驱动***，其中所述栅极驱动通道被配置为通过将在所述内部供电电压和所述第二电压之间的范围之外的电压施加到所述第一功率开关的所述控制端子来驱动所述功率开关不传导。
5.根据权利要求1所述的电驱动***，其中所述内部电压供应源包括分压器，所述分压器被配置为通过将所述内部供电电压和调节所述内部供电电压所相对于的所述轨上的所述电压之间的差进行分压来生成所述第二电压。
6.根据权利要求5所述的电驱动***，其中所述内部电压供应源被配置为通过旁路所述分压器的一部分来减小所述内部供电电压和所述第二电压之间的所述电压差。
7.根据权利要求6所述的电驱动***，其中所述分压器包括齐纳二极管，并且所述内部电压供应源被配置为通过旁路所述齐纳二极管来减小所述内部供电电压和所述第二电压之间的所述电压差。
8.根据权利要求1所述的电驱动***，其中：
所述相支路中的所述第一相支路包括第二功率开关；并且
所述栅极驱动通道还被配置为在所述时间窗口内驱动所述第二功率开关。
9.根据权利要求8所述的电驱动***，其中所述栅极驱动通道被配置为在所述时间窗口内以比所述第一功率开关的跨导更高的跨导来驱动所述第二功率开关。
10.一种车辆，所述车辆包括根据任一项前述权利要求所述的电驱动***。
11.一种控制***，所述控制***被配置为控制包括第一端子、第二端子和控制端子的功率开关，其中所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的传导响应于所述控制端子上的电压和所述第二端子上的电压之间的差，其中所述控制***包括：
供电电容器，所述供电电容器耦合在所述控制***的正轨和负轨之间；
***控制器，所述***控制器被配置为检测所述控制***中的使所述供电电容器放电的放电命令，所述***控制器被配置为响应于所述放电命令而输出调整信号；以及
开关控制器，所述开关控制器耦合到所述***控制器并且被配置为接收所述调整信号，其中所述开关控制器被配置为控制所述控制端子上的电压和所述第二端子上的电压之间的差以使所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的传导变化，并且其中所述开关控制器还被配置为响应于所述调整信号而使所述功率开关的所述第二端子上的电压变化，所述电压的变化被配置为响应于所述调整信号而减小所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的可实现的传导。
12.根据权利要求11所述的控制***，其中所述开关控制器包括被配置为生成内部供电电压的内部电压供应源，其中所述内部电压供应源被配置为接收所述调整信号并且减小所述功率开关的所述第一端子和第二端子之间的所述可实现的传导。
13.根据权利要求12所述的控制***，其中所述调整信号耦合到所述内部电压供应源中的控制晶体管，其中所述控制晶体管被耦合以控制所述功率开关的所述第二端子上的电压相对于内部供电电压的量值，所述内部供电电压相对于所述正轨或所述负轨被调节。
14.根据权利要求13所述的控制***，其中：
所述内部电压供应源包括分压器，所述分压器被配置为相对于所述内部供电电压设置所述功率开关的所述第二端子上的电压；并且
所述控制晶体管被配置为控制所述分压器的一部分的旁路以使所述功率开关的所述第二端子上的电压变化。
15.根据权利要求11所述的控制***，其中所述放电命令是关停命令。
16.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求11至15中任一项所述的控制***。
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