CN101728821A

CN101728821A - 使用半导体装置使母线电压放电的系统和方法

Info

Publication number: CN101728821A
Application number: CN200910207293A
Authority: CN
Inventors: K·陈; C·P·亨策; S·赖泽; G·R·伍迪
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: CN101728821B; US8022569B2; US20100102638A1; DE102009049977A1

Abstract

提供用于使用半导体装置使高电压母线放电的系统和方法。一种用于第一电压轨和第二电压轨的放电系统包括耦接到第一电压轨的第一半导体装置和耦接在第一半导体装置和第二电压轨之间的第二半导体装置。控制电路耦接到第一半导体装置和所述第二半导体装置。响应于放电条件，控制电路构造成启动第一半导体装置和逐渐启动第二半导体装置，使得第一电压轨和第二电压轨之间的电势通过半导体装置逐渐消耗。

Description

使用半导体装置使母线电压放电的系统和方法

技术领域

在此描述的本发明的实施例总的涉及电压放电电路，且更具体地，本发明的实施例涉及适用于使电动和混合动力车辆中的高电压母线电容放电的放电电路。

背景技术

近年来，技术进步以及日益演进的风格品味已经导致汽车设计的重大变化。其中一个变化涉及汽车尤其是诸如混合动力、电动和燃料电池车辆的替代燃料车辆内各种电气系统的功率使用和复杂性。

在大多数混合动力车辆中，例如电容器的能量存储装置通常用于在初级能量源不能足够迅速地供应所需功率的操作周期期间通过捕获动力系统内的能量或供应额外的能量来改善效率。例如，通过将动能变换为电能并将电能存储在电容器组中，再生制动可用于捕获能量从而用于随后的使用。为了适应汽车内的高电压操作，电容器组或超级电容器通常被使用，因为它们具有迅速存储能量的能力并且可以以比其他能量源更高的速率放电。然而，在从电路断电或汽车关闭后，电容器可保留有电荷。因此，在关闭车辆之后或在接近容纳电容器的装备之前，应该正确地使高电压电容器放电。

使电容器放电通常通过跨接电容器或母线端子并联放置放电或泄放电阻器来实现。除了需要额外的部件外，这些设计还需要具有处理高平均功耗的能力的放电电阻器。这些电阻器通常占据较大的表面面积并通常需要额外的电气配线、连接器和散热器，从而防止放电电阻器形成在电路板上。除了所增加的空间需要外，在大多数正常操作模式期间并不使用这些放电电路。

发明内容

提供一种用于第一电压轨和第二电压轨的放电系统的设备。电势存在在第一电压轨和第二电压轨之间。放电系统包括耦接到第一电压轨的第一半导体装置和耦接在第一半导体装置和第二电压轨之间的第二半导体装置。控制电路耦接到第一半导体装置和所述第二半导体装置。控制电路构造成响应于放电条件启动第一半导体装置，并且响应于该放电条件逐渐启动第二半导体装置，使得电势通过半导体装置逐渐消耗。

在另一实施例中，提供一种用于使用在车辆中的电气系统的设备。该电气系统包括在第一电压轨和第二电压轨之间的电容。电气系统还包括具有相脚的逆变器模块，所述相脚包括耦接到第一电压轨的第一晶体管和耦接在第一晶体管和第二电压轨之间的第二晶体管。控制电路耦接到逆变器模块。控制电路构造成将恒电压应用到第一晶体管的栅极端子，所述恒电压比第一晶体管的阈值电压大。控制电路还构造成将控制电压应用到第二晶体管的栅极端子。控制电压初始地比第二晶体管的阈值电压小，以及控制电路构造成将控制电压逐渐增大到比所述阈值电压大的电压，使得逐渐启动第二晶体管并且通过所述晶体管逐渐消耗由电容所存储的能量。

提供一种用于使用耦接在第一电压轨与第二电压轨之间的逆变器相脚而使第一电压轨与第二电压轨之间的电势放电的方法。逆变器相脚受栅极驱动电路控制。所述方法包括检测放电条件以及响应于所述放电条件将控制逆变器相脚的栅极驱动电路设定到放电模式，其中，所述电势通过逆变器相脚逐渐消耗。

本发明内容提供用于以简化形式介绍构思的选择，这些构思在下面的详细说明中将进一步描述。本发明内容不旨在辨识所要求保护主题的主要特征或必要特征，也不旨在用作确定所要求保护主题的范围的帮助。

附图说明

通过参考详细说明和权利要求书并结合附图可对本发明有更全面的理解，其中，贯穿整个附图，相似的参考标号表示相似的元件。

图1是根据一个实施例的适于在车辆中使用的示范性电气系统的框图；

图2是根据一个实施例的放电系统的框图；

图3是根据一个实施例的适用于控制图2的放电系统中的半导体装置的示范性控制电压对时间的曲线图；

图4是根据一个实施例的适用于控制图2的放电系统中的半导体装置的示范性控制电压对时间的曲线图；以及

图5是与示范性实施例中的高电压母线放电相关联的母线电压对时间的曲线图。

具体实施方式

下面的详细说明本质上仅是说明性的，并且不旨在限制本发明的实施例或这些实施例的应用和使用。虽然在此在车辆驱动系统的情形下讨论本发明的实施例，但是本发明可用于其他应用中的替代实施方式。如在此使用的，词语“示范性”意指“用作例子、举例或示例”。作为示范而在此描述的任何实施方式不必解释为优选的或优于其他实施方式。此外，本发明不旨在受到在前述技术领域、背景技术、发明内容或下面的详细说明中所提出的任何明示或默示理论的限制。

如在此使用的，“节点”意指任何内部的或外部的参考点、连接点、结点、信号线、传导元件或类似物，在该节点处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或数量。此外，可以通过一个物理元件实现两个或更多个节点(以及即使在共用模式下接收或输出，两个或更多个信号也可多路复用、调制或以其他方式区别开)。

下面的描述指“耦接”在一起的元件或节点或零件。如在此所使用的，除非有相反的明示陈述，“耦接”意指一个元件/节点/零件直接或间接地联结到另一个元件/节点/零件(或直接或间接地与另一个元件/节点/零件通信)，并且不必是机械地联结。因此，虽然所示的示意图描述元件的一个示范性布置，但是，额外的介入元件、装置、零件或部件可以出现在所描述的本发明的实施例中。此外，仅为了参考目的，某些术语也可使用在下面的描述中，并且因此不意在限制。例如，涉及结构的术语例如“第一”、“第二”和其他这类数字术语并不意味着顺序或次序，除非通过上下文清楚地表示。

简洁起见，与系统(和系统的各个操作部件)的信号处理、基于晶体管的开关控制和其他功能方面有关的常规技术在此不再详细描述。此外，在此包含的各种图形中示出的连接线意在表示各种元件之间的示范性功能关系和/或物理耦接。应当明白，很多替代或额外的功能关系或物理连接可出现在本发明的实施例中。

在此描述的技术和/或构思总体涉及用于使在诸如电动和混合动力车辆驱动系统的电路、结构和系统中存在的高电压放电的系统和方法。自动驱动系统的各种功能和特征是公知的，因此简洁起见，许多常规方面在此仅简要地描述或完全省略而不提供公知的细节。

图1示出根据一个实施例的适于在车辆中使用的电气系统100。电气系统100包括、但不限于能量源102、逆变器模块104、马达106和控制器108。在控制器108的控制下，逆变器模块104给马达106提供来自能量源102的交流电。在示范性实施例中，如将理解到的，至少一个电容器110设置在能量源102与逆变器模块104之间而用于捕获电气系统100内的能量。应当理解，图1是电气系统100的简化表示，而且图1不旨在限制在此所述的本发明。

在示范性实施例中，能量源102经高电压母线112耦接到逆变器模块104和电容器110。高电压母线112可实现为一对导电元件，例如电线、电缆或汇流条。母线112的第一导电元件对应正参考电压而第二导电元件对应负参考电压，其中正参考电压与负参考电压之间的差被认为是母线112的电压。在各种实施例中，在电气系统100的正常操作期间，高电压母线112具有范围从300伏到500伏或更高的电压。虽然在图1中未示例出，但在实际中，如在本领域中将理解的，在能量源102与高电压母线112之间可耦接开关，继而可断开开关以使能量源102去耦并且使得存储在电容器110中和/或电气系统100内的高电压放电。

取决于实施例，能量源102可实现为蓄电池或蓄电池组、燃料电池或燃料电池组、一个或多个电容器(例如超级电容器或电容器组)或其他合适的电压源。虽然图1描述了单个能量源102，但在实际中，可以出现多个能量源。马达106可实现为电动机、发电机、牵引马达或本领域公知的其他合适马达。马达106可以是感应马达、永磁马达或适于所希望应用的其他类型的马达。

在示范性实施例中，逆变器模块104包括至少一个相脚。如在下面图2的情形下详细描述的，逆变器相脚包括一对开关和在开关与二极管组之间的输出节点，每个开关具有与开关关联的续流二极管。应当理解，虽然在此在单个相脚的情形下描述逆变器模块104，但是在实际中，逆变器模块104可包括任意数目的相脚。在示范性实施例中，逆变器相脚的输出节点耦接到马达106的相，其中，如本领域通常所理解的，逆变器104构造成将来自高电压母线112的直流电压(例如，由能量源102提供的直流电压)变换为为马达106供应电的交流电压。

在示范性实施例中，控制器108可操作地通信和/或电气地耦接到逆变器104。控制器108响应于接收自车辆驾驶员或操作者的指令(例如，经加速踏板)或者可替换地接收自车辆内的电子控制系统(未示出)的指令。如本领域中所理解的，控制器108将指令提供给逆变器104以通过应用开关的高频脉冲宽度调制(PWM)控制逆变器相脚的输出节点处的输出。取决于实施例，控制器108可实现为硬件、软件、固件或其各种组合。

现在参考图2，在示范性实施例中，适于在电气系统100中使用的放电系统200包括、但不限于具有一对电压轨202、204的高电压母线(例如，母线112)、逆变器相脚206和控制电路208。例如至少一个电容元件210的电容可与逆变器相脚206并联地电耦接在电压轨202、204之间，使得在电压轨202、204之间存在所存储的电势V_C。在示范性实施例中，如下面更详细地描述的，控制电路208构造成响应于放电条件使用逆变器相脚206使所存储的电势放电。

在示范性实施例中，逆变器相脚206包括耦接在电压轨202、204之间的一对半导体装置212、216和一对二极管214、218，并使得输出节点220位于半导体装置212、216之间。第一半导体装置212耦接到第一电压轨202和输出节点220。第一续流二极管214耦接在第一电压轨202和输出节点220之间。在示范性实施例中，第一半导体装置212与二极管214反向并联，意指它们电气地并联而具有反向的或逆向的极性。如本领域中将理解的，反向并联构造允许双向电流流动而单向地阻止电压。在这种构造中，通过第一半导体装置212的电流方向与通过续流二极管214的容许电流的方向相反。第二半导体装置216耦接在输出节点220(例如，第二半导体装置216可耦接到第一半导体装置212)和第二电压轨204之间。第二续流二极管218耦接在输出节点220和第二电压轨204之间，使得第二半导体装置216和续流二极管218反向并联。在实际中，如本领域中将理解的，输出节点220可耦接到马达(例如，马达106)的绕组以利用逆变器相脚206驱动马达的相。还应当理解，虽然图2描述了单个逆变器相脚206，但在实际中，可出现多个逆变器相脚。

在示范性实施例中，半导体装置212、216实现为晶体管。优选地，半导体装置212、216实现为绝缘栅双极晶体管(I GBT)，但是在某些实施例中，半导体装置212、216可实现为场效应晶体管(FET)。图2示出半导体装置212、216和用于N沟道晶体管半导体装置212、216的二极管214、218的示范性构造。清晰和解释方便起见，在此将根据N沟道构造描述本发明，然而，在本领域中将理解，可以使用P沟道装置以相似方式实施本发明。

在示范性实施例中，第一半导体装置212是具有第一栅极端子222和相关联的阈值电压v_TH1的晶体管。当应用到第一栅极端子222的电压超过阈值电压v_TH1时，第一半导体装置212允许电流流动(即，开启第一半导体装置212)。类似地，第二半导体装置216具有第二栅极端子224和相关联的阈值电压v_TH2，其中当应用到第二栅极端子224的电压超过阈值电压v_TH2时，第二半导体装置216允许电流流动。根据一个实施例，半导体装置212、216是相同的晶体管装置(例如，同一厂家和型号)使得v_TH1和v_TH2大致相等。

在示范性实施例中，控制电路208包括耦接到相应半导体装置212、216的栅极端子222、224的栅极驱动电路226。如将理解的，控制电路208构造成使用高频脉冲宽度调制(PWM)以交替启动(即，开启)半导体装置212、216从而在输出节点220处产生交流电压。在这一点，栅极驱动电路226可包括可选择地且可控地耦接到相应半导体装置212、216的栅极端子222、224的正常栅极驱动电路228、230。虽然未示例出，但是，如本领域中将理解的，正常栅极驱动电路228、230可构造成在其他装置(例如，控制器108)的控制下应用高频PWM。在示范性实施例中，正常栅极驱动电路228、230经转换开关232、234耦接到栅极端子222、224。在这种构造中，当转换开关232、234处于使得正常栅极驱动电路228、230耦接到半导体装置212、216的状态时，栅极驱动电路226可理解为处于正常操作模式中。

在示范性实施例中，控制电路208包括耦接到转换开关232、234的控制器236。控制器236构造成检测放电条件并响应于该放电条件将栅极驱动电路226设定为放电模式。如在此使用的，放电条件应当理解为希望使可存储在电气系统内的电压(例如，V_C)放电以防止遭受静电放电或其他负作用的情形。例如，放电条件可以是接近含有高电压部件的单元或室的企图、车辆碰撞或事故、或者关掉容纳有电气系统的车辆。虽然未示例出，但是，控制器236可构造成使用一个或多个传感器检测放电条件或者接收来自其他车辆模块(例如电子控制单元)的表示放电条件的输入信号。如下所述，在放电模式下，栅极驱动电路226构造成使用逆变器相脚206在特定的时期内，在不损害半导体装置212、216的情况下，将电压轨202、204之间的电势(即，V_C)逐渐消耗到安全水平。

在示范性实施例中，栅极驱动电路226包括耦接到转换开关232、234的放电栅极驱动电路238、240。控制器236可构造成通过启动转换开关232、234(或改变转换开关232、234的状态)将栅极驱动电路226设定到放电模式以将放电栅极驱动电路238、240耦接到相应半导体装置212、216的栅极端子222、224。在这种构造中，当转换开关232、234处于使得放电栅极驱动电路238、240耦接到半导体装置212、216的状态时，栅极驱动电路226可理解为处于放电模式中。在示范性实施例中，第一放电栅极驱动电路238构造成启动第一半导体装置212以及第二放电栅极驱动电路240构造成逐渐启动第二半导体装置216，使得电压轨202、204之间的电势通过半导体装置212、216被逐渐消耗。在替代和等价实施例中，第二放电栅极驱动电路240可构造成启动第二半导体装置216以及第一放电栅极驱动电路238构造成逐渐启动第一半导体装置212，使得电压轨202、204之间的电势通过半导体装置212、216被逐渐消耗。

现在参考图3、4和图5，并继续参考图2，在示范性实施例中，控制器236构造成响应于在时刻t₀处检测到放电条件启动转换开关232、234。第一放电栅极驱动电路238构造成将恒电压应用到第一半导体装置212的栅极端子222，如图3所示。对于半导体装置212来说，恒电压比阈值电压v_TH1大，以使得半导体装置能够传导电流(即，开启)。优选地，恒电压仅稍微大于阈值电压v_TH1，以使得第一半导体装置212操作在欠饱和(sub-saturation)模式下，该欠饱和模式可替代地称为线性或欧姆模式。在该欠饱和模式下，在较大的栅极电压时，第一半导体装置212具有比其在饱和模式下将具有的电阻大的电阻。根据一个实施例，恒电压超出阈值电压的量大约为阈值电压的2.5％-5％的范围。例如，对于4伏的阈值电压，恒电压可以高于阈值0.1到0.2伏。随着栅极电压增大，半导体装置212放出更多能量并且温度增加，如本领域中将理解的。因此，恒电压应当调节成满足期望的放电时间，同时将半导体装置212的温度保持低至足以防止故障。

如图4所示，在示范性实施例中，第二放电栅极驱动电路240构造成将控制电压应用到第二半导体装置216的栅极端子224。在时刻t₀处，控制电压初始地比第二半导体装置216的阈值电压v_TH2小，以使得第二半导体装置216未被启动(即，其处于关断)。第二放电栅极驱动电路240构造成逐渐增大控制电压，以使得逐渐启动第二半导体装置216并且通过半导体装置212、216逐渐消耗所存储的能量。在这一点上，第二放电栅极驱动电路240将控制电压在不迟于时刻t₂逐渐增大到比阈值电压v_TH2大的电压。根据一个实施例，在时刻t₂之后第二放电栅极驱动电路240维持恒控制电压。如在此使用的，“逐渐启动”意指以渐增方式增大控制电压，使得随栅极电压增大以及半导体装置接近饱和，逐渐启动的半导体装置通过逐渐允许所增加量的电流从源级流动到漏极而响应。

在示范性实施例中，电容元件210可实现为电容器(或电容器组)或车辆中耦接到电压轨202、204(例如，高电压母线112)的其他电气负载。电容元件210存储和/或保持电势或电压V_C，甚至在未连接到能量源时也是如此。

如图5所示，在时刻t₁处，当第二栅极端子224上的控制电压越过阈值电压v_TH2时，两个电压轨202、204之间的电势(即，存储在电容元件210中的能量)通过开启的两个半导体装置212、216开始消耗。在电容元件210包括电容器或其他电容性负载的情况下，两个电压轨202、204之间的电压V_C指数衰减。根据一个实施例，在时刻t₁到t₂，随控制电压增大，第二半导体装置216的电阻下降，使得图5中所示的电压放电曲线类似于具有可变电阻的RC电路，如本领域中将理解的。在示范性实施例中，控制器236构造成检测放电条件何时不再存在，并且通过切换转换开关232、234将栅极驱动电路226切换回到正常操作模式。

回到图4，在示范性实施例中，第二放电栅极驱动电路240如图4中所示线性地(例如，斜坡函数)增大控制电压。可替换地，第二放电栅极驱动电路240可对数地、二次方程式地、指数地或以适于具体放电系统的其他方式增大控制电压。优选地，第二放电栅极驱动电路240构造成使得控制电压平滑地越过阈值电压以防止通过半导体装置212、216的潜在破坏性的立即放电。根据一个实施例，时刻t₀处的初始控制电压从阈值v_TH2减去容许值来确定，以确保放电系统200的可靠操作。容许值可基于与半导体装置216关联的各种容许量而定。例如，容许值可基于装置的厂家数据表中提供的阈值电压范围数据、操作温度偏差和可能影响装置性能的其他环境因素。相似地，时刻t₂处的最终控制电压可通过将容许值加到阈值v_TH2来确定。

在示范性实施例，恒电压和控制电压的电压水平连同从t₀到t₂的时间周期被调节使得在特定时期内所存储的电势被充分地消耗到期望水平。例如，在汽车应用中，电压轨202、204之间的电压可以在300到400伏之间或者可能更高。在示范性实施例中，放电系统200构造成在3秒内将300到400伏的电压放电到大约40伏或更低的较低水平。此外，应当理解，应用到第一半导体装置212的栅极端子222的电压不必是恒定的，而且事实上，在一个或多个可替代实施例中，对于半导体装置212、216两者来说可以使用相同的放电栅极函数。

虽然未示例出，但是控制电路208可包括额外的电路或功能以在故障情形期间保护放电系统200。例如，如果能量源连接成跨接电压轨202、204，那么控制电路208可能够检测到故障从而放电并将零(或负)电压应用到栅极端子222、224以防止半导体装置212、216过热。控制电路208可构造成在试图恢复高电压母线放电之前等待一段时间。

根据一个实施例，控制器236构造成控制逆变器相脚206和/或栅极驱动器226的正常操作，例如，通过提供信号以修正正常栅极驱动电路228、230的PWM占空比，如本领域中理解的。在这点上，根据另一个实施例，控制器236可构造成在不使用或不包括放电栅极电路238、240或转换开关232、234的情况下使电压轨202、204放电。例如，响应于检测到放电条件，控制器236可修正用于第一半导体装置212的第一正常栅极驱动电路228的占空比，使得第一半导体装置212开启(例如，通过应用大至足以促使装置操作在饱和模式下的恒电压)。然后控制器236可修正第二正常栅极驱动电路230的占空比，使得第二半导体装置216在非常短的一段时间(例如，脉冲)重复地开启。正常栅极驱动电路230可在第二半导体装置216的栅极端子224处重复地应用具有有限持续时间的电压脉冲，使得第二半导体装置216不操作在饱和模式下。例如，正常栅极驱动电路230可构造成开启或施加脉冲给第二半导体装置216达大约500毫微秒到1微秒。因为栅极驱动器226花费有限量的时间达到装置在饱和模式下操作所需的栅极电压，所以如果放电脉冲的持续时间选择为足够短的时间周期，那么第二半导体装置216操作在欠饱和模式(例如，在线性或欧姆区域)下使得第二半导体装置216逐渐地消耗来自高电压母线202、204的能量。

在本领域中将理解电压脉冲的持续时间应当调节成在不损害半导体装置216的情况下获得期望的放电特性。然而，在某些实施例中，栅极驱动器226可能已经包括跨导或去饱和检测电路，该电路在放电脉冲的宽度选择得太大时可保护半导体装置212、216。控制器236和/或正常栅极驱动电路230可构造成一旦母线202、204上的电压充分放电到对于装置212、216两者来说是安全的水平就开启(例如，操作在饱和模型下)第二半导体装置216以完成放电。

上述的系统和/或方法的一个优点是在不需要额外放电部件(例如放电电阻器或继电器)的情况下，放电系统允许高电压母线放电。此外，放电系统可以以允许母线的快速放电同时也使半导体装置上的功率消耗或应力最小化的方式来实施。额外地，上述的系统和方法可使用在不同类型的汽车、不同交通工具(例如，船只和航空器)或总之其他电气系统中，因为所述系统和方法可在高电压母线需要可靠放电的任何情形下实施。

虽然在前面的详细描述中已经介绍了至少一个示范性实施例，但是应当理解存在大量的变化。也应当理解在此描述的(一个或多个)示范性实施例并不意在以任何方式限制所要求保护的发明的范围、适用性或构造。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供实施所描述的(一个或多个)实施例的方便的路线图。应当知道，在不偏离由权利要求所限定的范围(其包括在提交本发明申请时公知的等同范围和可预见的等同范围)的情况下，在元件的功能和布置方面可以做出各种变化。

Claims

1.一种用于第一电压轨和第二电压轨的放电系统，其中，电势存在于所述第一电压轨和所述第二电压轨之间，所述放电系统包括：

耦接到所述第一电压轨的第一半导体装置；

耦接在所述第一半导体装置和所述第二电压轨之间的第二半导体装置；以及

耦接到所述第一半导体装置和所述第二半导体装置的控制电路，所述控制电路构造成：

响应于放电条件启动所述第一半导体装置；和

响应于所述放电条件逐渐启动所述第二半导体装置，使得电势通过所述第一半导体装置和所述第二半导体装置逐渐被消耗。

2.如权利要求1所述的放电系统，其特征在于，所述控制电路包括耦接到所述第一半导体装置的栅极端子的第一栅极驱动器，所述第一栅极驱动器构造成将恒电压应用到所述栅极端子，其中，所述恒电压比所述第一半导体装置的阈值电压大。

3.如权利要求2所述的放电系统，其特征在于，所述控制电路包括：

耦接到所述第一半导体装置的第一转换开关；以及

耦接到所述第一转换开关的控制器，所述控制器构造成响应于所述放电条件通过促动所述第一转换开关来启动所述第一半导体装置。

4.如权利要求2所述的放电系统，其特征在于，所述恒电压比所述第一半导体装置的饱和电压小。

5.如权利要求1所述的放电系统，其特征在于，所述控制电路包括耦接到所述第二半导体装置的栅极端子的第二栅极驱动器，所述第二栅极驱动器构造成将控制电压应用到所述栅极端子，其中，所述第二栅极驱动器逐渐地改变在第一电压和第二电压之间的控制电压，所述第一电压比所述第二半导体装置的阈值电压小，以及所述第二电压比阈值电压大。

6.如权利要求5所述的放电系统，其特征在于，所述控制电路包括：

耦接到所述第二半导体装置的第二转换开关；以及

耦接到所述第二转换开关的控制器，所述控制器构造成响应于所述放电条件通过促动所述第二转换开关来启动所述第二半导体装置。

7.如权利要求5所述的放电系统，其特征在于，所述第二栅极驱动器构造成将所述控制电压从所述第一电压线性地改变到所述第二电压。

8.如权利要求7所述的放电系统，其特征在于，所述第二栅极驱动器在小于3秒的时间段上改变所述控制电压。

9.如权利要求5所述的放电系统，其特征在于，所述第二电压小于所述第二半导体装置的饱和电压。

10.如权利要求1所述的放电系统，其特征在于，所述第一半导体装置和所述第二半导体装置包括逆变器相脚。

11.如权利要求1所述的放电系统，其特征在于，还包括耦接在所述第一电压轨和所述第二电压轨之间的电容器，其中，所述电势存储在所述电容器中。

12.一种用于使用在车辆中的电气系统，所述电气系统包括：

在第一电压轨和第二电压轨之间的电容，所述电容具有存储的能量；

逆变器模块，所述逆变器模块具有相脚，其中所述相脚包括：

耦接到所述第一电压轨的第一晶体管，所述第一晶体管具有第一栅极端子和第一阈值电压；以及

耦接在所述第一晶体管和所述第二电压轨之间的第二晶体管，所述第二晶体管具有第二栅极端子和第二阈值电压；以及

耦接到所述逆变器模块的控制电路，所述控制电路构造成：

将恒电压应用到所述第一栅极端子，所述恒电压比所述第一阈值电压大；

将控制电压应用到所述第二栅极端子，所述控制电压初始地比所述第二阈值电压小；以及

将所述控制电压逐渐增大到比所述第二阈值电压大的电压，使得逐渐启动所述第二晶体管并且通过所述第一晶体管和所述第二晶体管逐渐消耗所存储的能量。

13.如权利要求12所述的电气系统，其特征在于，所述控制电路构造成线性地增大所述控制电压。

14.如权利要求13所述的电气系统，其特征在于，所述控制电路构造成在小于3秒的时间段上线性地增大所述控制电压。

15.如权利要求12所述的电气系统，其特征在于，所述恒电压比所述第一晶体管的饱和电压小。

16.一种用于使用耦接在第一电压轨与第二电压轨之间的逆变器相脚而使所述第一电压轨与所述第二电压轨之间的电势放电的方法，所述逆变器相脚受栅极驱动电路控制，所述方法包括：

检测放电条件；以及

响应于检测到所述放电条件将所述栅极驱动电路设定到放电模式，其中，所述电势通过所述逆变器相脚逐渐消耗。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，将所述栅极驱动电路设定到所述放电模式包括从所述逆变器相脚的正常操作模式切换到所述放电模式。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述逆变器相脚包括耦接到所述第一电压轨的第一晶体管和耦接在所述第一晶体管和所述第二电压轨之间的第二晶体管；其中，将所述栅极驱动电路设定到所述放电模式包括：

将第一电压应用到所述第一晶体管的栅极端子，所述第一电压比所述第一晶体管的阈值电压小；以及

将所述栅极端子处的电压逐渐增大到第二电压，所述第二电压至少等于所述第一晶体管的所述阈值电压。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：

逐渐增大所述栅极端子处的电压包括在一个时间段上将电压从所述第一电压线性地增大到所述第二电压；以及

将所述栅极驱动电路设定到所述放电模式包括将恒电压应用到所述第二晶体管的栅极端子，所述恒电压比所述第二晶体管的阈值电压大。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述逆变器相脚包括耦接到所述第一电压轨的第一晶体管和耦接在所述第一晶体管和所述第二电压轨之间的第二晶体管；其中，将所述栅极驱动电路设定到所述放电模式包括：

将第一电压应用到所述第一晶体管的栅极端子，所述第一电压比所述第一晶体管的阈值电压大；以及

在所述第二晶体管的栅极端子处应用电压脉冲，所述电压脉冲具有使得所述第二晶体管不操作在饱和模式下以及所述电势通过所述逆变器相脚逐渐消耗的持续时间。