[发明专利]用于功率装置的母线电容放电方法、系统及装置

说明书

本发明涉及电力电子技术领域，具体提供了一种用于功率装置的母线电容放电方法、系统及装置，旨在解决如何有效且可靠地对母线电容进行主动放电的技术问题。为此目的，本发明提供的方法主要包括以下步骤：控制第一桥臂维持开通状态，增大第二桥臂所对应控制极驱动电阻的电阻值并且根据驱动信号控制第二桥臂交替进行开通与关断。基于上述步骤，不需要在功率装置中设置额外的电路结构，通过控制半桥电路进行多次短时直通(直通状态时半桥电路与直流母线电容形成导通回路)，即可将直流母线电容的电能逐渐释放完毕。同时，通过调节控制极驱动电阻的电阻值和功率半导体器件的正向导通电压的占空比来控制半桥电路的直通时间，能够有效解决放电失控问题。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种用于功率装置的母线电容放电方法、系统及装置。

背景技术

新能源汽车的电机驱动系统(Electric Drive System，EDS)中通常具有高容值的母线电容(如数百微法及其以上的母线电容)。当动力电池的主继电器断开后，母线电容上会留存较多的残余电荷并且其电容电压与动力电池的输出电压相等。而动力电池的输出电压往往高达数百伏(如250V至450V之间)，为了避免母线电容上的高压对人体造成危害，需要在主继电器断开后立即对母线电容进行放电。

母线电容的放电方法主要包括被动放电方法和主动放电方法。其中，被动放电方法的放电时间较慢，因而不适于对放电速度要求较高的应用场景(如车辆发生碰撞)。主动放电方法能够在较短时间内将母线电容的电容电压放电至安全电压以下。具体地，主动放电方法主要包括利用放电电阻的主动放电方法以及利用电机绕组的主动放电方法。利用放电电阻的主动放电方法需要使用大功率电阻进行放电，致使放电电阻的体积较大、成本较高并且还需要设置额外的放电控制电路和冷却装置来对放电电阻进行控制和散热。利用电机绕组的主动放电方法主要是利用电机绕组的等效电阻来消耗母线电容中的电能，当发生放电失控时电机可能会产生非预期的电机转矩，因而具有潜在的危害。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何有效且可靠地对母线电容进行主动放电的技术问题。为此目的，本发明提供了一种用于功率装置的母线电容放电方法、系统及装置。其中，所述功率装置包括并联设置的半桥电路和直流母线电容，所述半桥电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂均包括功率半导体器件以及与所述功率半导体器件的控制电极连接的控制极驱动电阻。

在第一方面，本发明提供的一种用于功率装置的母线电容放电方法主要包括下列步骤：

控制第一桥臂维持开通状态；

增大第二桥臂所对应控制极驱动电阻的电阻值并且根据预设的驱动信号控制所述第二桥臂交替进行开通与关断；

其中，当所述第一桥臂是上桥臂时所述第二桥臂是下桥臂，当所述第二桥臂是下桥臂时所述第二桥臂是上桥臂；所述增大后的电阻值取决于预设的所述驱动信号中功率半导体器件的正向导通电压的电压上升时间，所述正向导通电压的占空比小于等于预设的第一占空比阈值。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：

所述功率装置还包括第一主动短路控制模块且所述第一主动短路控制模块上未设置有能够接收短路控制信号的信号接口，所述第一主动短路控制模块配置为根据预先获取的短路控制信号控制相应的桥臂交替进行开通与关断，或者控制所述桥臂开通；

“控制第一桥臂维持开通状态”的步骤包括：利用所述功率装置中预设的所述第一桥臂的驱动模块控制所述第一桥臂开通；

“根据预设的驱动信号控制所述第二桥臂交替进行开通与关断”的步骤包括：根据所述驱动信号触发启动所述第二桥臂对应的第一主动短路控制模块，以使所述第一主动短路控制模块能够根据所述驱动信号控制所述第二桥臂交替进行开通与关断。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：

所述方法还包括：