[发明专利]主动给电动车辆电源系统中的电容器放电的设备和方法

权利要求书

1.一种用于给电力驱动车辆的电源系统（1）中的主电容器（C_滤波）主动放电的放电设备（11）；所述放电设备（11）包括：

电路的放电支路（13），该放电支路并联连接到所述主电容器（C_滤波）并且其包括在所述主电容器（C_滤波）必须被放电时应该偏置到导通模式的放电晶体管（TD）；以及

控制设备（14），其连接到所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头，并且当所述主电容器（C_滤波）需要被放电时控制所述放电晶体管（TD）将它偏置到导通模式；

其中所述控制设备（14）包括控制晶体管（TC），使得当所述控制晶体管（TC）处于导通模式时使所述放电晶体管（TD）保持在非导通状态中，而为了使所述放电晶体管（TD）处于导通模式中所述控制晶体管（TC）必须处于非导通状态中；

所述放电设备（11）的特征在于，所述控制设备（14）包括安全电容器（C_安全），其安插在所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头与电源之间，并且当所述放电晶体管（TD）处于导通模式时充电，导致在所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头处的电压/电流的逐渐下降，直到在所述放电晶体管（TD）已经开始导通电流的瞬间之后的某个时间周期将所述放电晶体管偏置到非导通状态。

2.如权利要求1所述的放电设备（11），其中，所述控制设备（14）包括连接在所述放电晶体管（TD）与所述控制晶体管（TC）之间以便实现电隔离的光电晶体管（OT）。

3.如权利要求2所述的放电设备（11），其中，所述光电晶体管（OT）由与所述控制晶体管（TC）串联连接的光电二极管控制。

4.如权利要求3所述的放电设备（11），其中，所述控制光电二极管的正极连接到电源。

5.如权利要求1所述的放电设备（11），其中，所述控制晶体管（TC）由控制单元（12）驱动，其通常将所述控制晶体管（TC）保持在导通模式中并且当需要给所述主电容器（C_滤波）放电时将所述控制晶体管（TC）从导通模式驱动到非导通状态。

6.如权利要求1至5任意一项所述的放电设备（11），其中，当所述控制晶体管（TC）处于导通模式时，所述控制设备（14）将所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头连接到高电压电路的电接地部。

7.如权利要求6所述的放电设备（11），其中，所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头通过第一连接电阻（R_up）连接到所述主电容器（C_滤波）的正极接头。

8.如权利要求7所述的放电设备（11），其中，所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头通过与所述第一电阻（R_up）一起限定分压器的第二连接电阻（R_down）连接到高电压电路的电接地部。

9.如权利要求7所述的放电设备（11），其中，所述控制设备（14）的第一接头跨接所述第一连接电阻（R_up）和所述安全电容器（C_安全），并且所述控制设备（14）的第二接头连接到所述高电压电路的电接地部。

10.如权利要求1至5任意一项所述的放电设备（11），并且包括永久并联连接到所述主电容器（C_滤波）的放电电阻（R_D）。

11.如权利要求1至5任意一项所述的放电设备（11），其中，当需要给所述主电容器（C_滤波）放电时，控制单元（12）触发电子DC/DC转换器（8），该电子DC/DC转换器并联连接到所述主电容器（C_滤波）并且提供电力给低电压储能系统（7），以便于使能量从所述主电容器（C_滤波）转移到所述低电压储能系统（7）。

12.如权利要求1至5任意一项所述的放电设备（11），其中，当需要给所述主电容器（C_滤波）放电时，控制单元（12）触发电子高电压功率变换器（3），其并联连接到所述主电容器（C_滤波）并且驱动电机（2）以便于使不导致产生或吸收扭矩的电流循环通过所述电机（2）。

13.一种用于给电力驱动车辆的单元系统（1）中的主电容器（C_滤波）主动放电的放电方法；所述方法包括如下步骤：

当需要给所述主电容器（C_滤波）放电时，使放电晶体管（TD）偏置到导通模式，以便产生与所述主电容器（C_滤波）并联的放电支路（13），在所述主电容器（C_滤波）中累积的能量通过所述放电支路（13）放电；以及

通过控制晶体管（TC）控制所述放电晶体管（TD），使得当所述控制晶体管（TC）处于导通模式时使所述放电晶体管（TD）保持在非导通状态中，而为了使所述放电晶体管（TD）处于导通模式中所述控制晶体管（TC）必须处于非导通状态中，

所述放电方法的特征在于，在所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头与电源之间安插安全电容器（C_安全），其在所述放电晶体管（TD）处于导通模式时充电，导致在所述放电晶体管（TD）的栅极/基极接头处的电压/电流的逐渐下降，直到在所述放电晶体管（TD）已经开始导通电流的瞬间之后的某个时间周期将所述放电晶体管（TD）偏置到非导通状态。