[發明專利]使用半導體裝置為總線電壓放電的系統和方法

有效

• 申請號: 201210354080.1
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103023284A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: R.M.蘭索姆;D.唐
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02H9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術領域

本文介紹的主題的實施例大體涉及電系統，更具體的說，本主題的實施例涉及為電力以及混合動力汽車中的高電壓總線的放電。

背景技術

近年來，技術上的進步導致汽車設計中的重要變化。在混合動力和/或電動車輛中，諸如電容的能量存儲裝置經常被用于在動力系統中提高效率和/或捕獲能量。然而，在電源從電路中移走或車輛關閉后，電容可以保持電荷。因此，在關閉車輛后和/或在存取容納電容的設備前應該恰當地將高電壓電容放電。

將電容放電通常可通過放置并聯于電容或總線終端的放電或泄放電阻實現。這些設計除了需要額外的部件，還需要有能力處理高均值功率耗散的放電電阻。這些電阻通常占據較大的表面積，經常需要額外的線束、連接器以及熱沉，阻礙了在電路板上設立放電電阻。除了增加的空間需求，這些放電電路在正常運行模式期間不被使用。

發明內容

根據一個實施例，提供了柵極驅動電路。柵極驅動電路包括脈沖發生模塊，所述脈沖發生模塊具有輸入和輸出，和連接在輸出和參考電壓節點之間的開關電容裝置。脈沖發生模塊被配置用于響應于輸入處的控制信號在輸出處產生電壓脈沖。在一個實施例中，當開關電容裝置被激活的時候，電壓脈沖的占空比被選擇從而以線性模式操作與柵極驅動電路相關聯的晶體管。

根據另一實施例，提供了適用于車輛的電系統。電系統包括第一電壓軌、第二電壓軌、連接在第一電壓軌和第二電壓軌之間的晶體管，柵極驅動電路，和連接到柵極驅動電路的控制模塊。柵極驅動電路包括連接到晶體管的控制終端的第一節點，脈沖發生模塊，其配置用于在其輸出處產生電壓脈沖，和連接在第一節點和參考電壓節點之間的開關電容裝置，其中第一節點連接到脈沖發生模塊的輸出。控制模塊被配置用于響應于放電條件激活開關電容裝置。

在另一個實施例中，提供了使用連接在第一節點和第二節點之間的晶體管使第一節點和第二節點之間的能量勢放電的方法。方法涉及識別放電條件并且響應于識別放電條件激活連接在參考電壓節點和第三節點之間的開關電容裝置。第三節點連接到晶體管的控制終端。在激活開關電容裝置之后，方法繼續通過在激活開關電容裝置之后提供一個或多個電壓脈沖到第三節點來以線性模式操作晶體管。

提供本概要用以簡化的形式介紹概念的選擇，下面的具體介紹會進一步介紹。本概要不是旨在確定要求保護的主題的關鍵特征或本質特征，也不用于輔助確定要求保護的主題的范圍。

本發明還提供了以下方案：

1.?一種柵極驅動電路，包括：

脈沖發生模塊，所述脈沖發生模塊具有輸入和輸出，所述脈沖發生模塊被配置用于響應于輸入處的控制信號在輸出處產生電壓脈沖；以及

開關電容裝置，其連接在輸出和參考電壓節點之間。

2.?根據方案1所述的柵極驅動電路，其特征在于：

輸出連接到第一節點處的晶體管的控制終端；以及

當開關電容裝置被激活的時候，所述開關電容裝置提供第一節點和參考電壓節點之間的電容。

3.?根據方案2所述的柵極驅動電路，其特征在于，脈沖發生模塊產生電壓脈沖，所述電壓脈沖具有占空比，所述占空比以線性模式操作晶體管。

4.?根據方案1所述的柵極驅動電路，其特征在于，所述開關電容裝置包括：

電容元件；以及

開關元件，其中所述電容元件和所述開關元件在參考電壓節點和第一節點之間串聯電連接，第一節點連接到脈沖發生模塊的輸出。

5.?根據方案4所述的柵極驅動電路，其特征在于，其還包括電阻元件，其在脈沖發生模塊的輸出和第一節點之間串聯電連接。

6.?根據方案4所述的柵極驅動電路，其特征在于，其還包括第二節點，所述第二節點配置用于接收放電信號，所述第二節點連接到開關元件，其中開關元件響應于放電信號被激活。

7.?根據方案6所述的柵極驅動電路，其特征在于，所述開關元件包括晶體管，所述晶體管具有連接到第二節點的控制終端。

8.?根據方案7所述的柵極驅動電路，其特征在于，其還包括隔離元件，其連接在第二節點和晶體管的控制終端之間，其中所述隔離元件配置用于響應于放電信號打開晶體管。

9.?一種電系統，包括：

第一電壓軌；

第二電壓軌；

連接在第一電壓軌和第二電壓軌之間的第一晶體管；

柵極驅動電路，所述柵極驅動電路包括：

連接到第一晶體管的控制終端的第一節點；