CN117411386A - 驱动器系统和用于对电机进行被动式制动的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种驱动器系统和用于对电机进行被动式制动以降低当前电机速度的方法。该方法包括：生成至少一个控制信号以控制由第一半桥电路生成的第一负载电流和由第二半桥电路生成的第二负载电流。在被动式制动期间，该方法包括：以交替短路频率在第一和第二高侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动第一和第二高侧晶体管，使得第一和第二高侧晶体管同时处于相同的开关状态，以及以交替短路频率在第一和第二低侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动第一和第二低侧晶体管，使得第一和第二低侧晶体管同时处于相同的开关状态，其中，第一和第二高侧晶体管按照预定占空比、以与第一和第二低侧晶体管互补的方式来被驱动。

Description

驱动器系统和用于对电机进行被动式制动的方法
技术领域
本公开内容一般地涉及电子学领域，并且具体地涉及用于被动式电机制动的功率级的热管理。
背景技术
现代装置在机动车辆应用、消费应用和工业应用中的许多功能(诸如驱动电机或电动机)依赖于功率半导体装置。例如，仅举几例，绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)以及二极管已经用于各种应用，包括但不限于电源和电力转换器中的开关。
通常，逆变器由用于每个电机相的两个互补功率开关(例如，高侧晶体管和低侧晶体管)组成，其中，两个互补功率晶体管驱动连接至电机绕组的输出盘。用于驱动功率开关的栅极驱动器由正电源轨提供固定的正电压并且由负电源轨提供固定的负电压Vneg。正电源轨通过高侧开关被连接至输出盘，以向电机绕组提供负载电流，而负电源轨通过低侧开关被连接至输出盘，以从电机绕组吸收负载电流。两个互补的电源开关被互补地导通和关断以避免交叉传导。
负载电流——也称为电机相电流——可以借助于控制电极(有时称为栅电极)来被控制。例如，在从栅极驱动器接收相应的控制信号时，控制电极可以将其功率开关设置为导通状态和阻断状态中之一。MOSFET的栅极-源极电压Vgs通常被驱动至0V以关断功率开关，并且通常被驱动至该技术的最大值(例如3.3V)以完全导通功率开关。为此，栅极-源极电压Vgs可以称为控制电压。
在正常工作期间，可以根据电机控制算法来驱动电机，以实现与电频率UI对应的期望电机速度。然而，当期望制动电机时出现情况。这可能包括电机的受控或紧急的关闭，或者更一般地，包括电机的减速。电机通过生成使该电机的旋转减慢的负扭矩来制动。目前存在用于电机制动的主动式制动方法和被动式制动方法。主动式制动向电机线圈提供主动激励(通过施加驱动电流)以生成制动扭矩。相反，被动式制动通过使电机绕组短路来生成负扭矩。与主动式制动方法相比较，在被动式制动中，电机的动能通过该电机的定子电阻(主要地)和功率开关的传导损耗而被纯转化为热，而不是被反馈至DC链路。
用于被动式制动的常用方法是通过低侧开关施加零矢量。通过低侧开关减少电机绕组。由于发生传导损耗，因此低侧功率开关中的相应部件的结温升高。如果功率开关的结温超过上限，则该功率开关可能发生故障。
尤其在紧凑型技术中、例如MOSFET或反向导通IGBT(晶体管和续流二极管具有几乎相同的结)，开关的热弛豫几乎是不可能的，这可能容易导致超过最大结温。因此，可能期望能够管理逆变器的功率开关的结温的改进的电机控制器。
发明内容
一个或多个实施方式提供了一种驱动器系统，其被配置成驱动电机，驱动器系统包括：第一半桥电路，其包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，其中，第一高侧晶体管和第一低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动电机的第一负载电流，其中，第一负载电流具有对应于电机的当前电机速度的AC电频率；第二半桥电路，其包括第二高侧晶体管和第二低侧晶体管，其中，第二高侧晶体管和第二低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动电机的第二负载电流，其中，第二负载电流具有对应于电机的当前电机速度的AC电频率；栅极驱动器电路，其被配置成接收至少一个控制信号；以及基于至少一个控制信号在开关状态之间驱动第一高侧晶体管和第一低侧晶体管以生成第一负载电流；以及基于至少一个控制信号在开关状态之间驱动第二高侧晶体管和第二低侧晶体管以生成第二负载电流；以及控制器，其被配置成生成至少一个控制信号以控制第一负载电流和第二负载电流，其中，控制器被配置成使用被动式制动来降低电机的当前电机速度。在被动式制动期间，栅极驱动器电路被配置成：以交替短路频率(alternating shorting frequency)在第一高侧晶体管和第二高侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动第一高侧晶体管和第二高侧晶体管，使得第一高侧晶体管和第二高侧晶体管同时处于相同的开关状态；以及以交替短路频率在第一低侧晶体管和第二低侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动第一低侧晶体管和第二低侧晶体管，使得第一低侧晶体管和第二低侧晶体管同时处于相同的开关状态，其中，第一高侧晶体管和第二高侧晶体管按照预定占空比以与第一低侧晶体管和第二低侧晶体管互补的方式来被驱动。
一种对电机进行被动式制动以降低电机的当前电机速度的方法包括：生成至少一个控制信号以控制由第一半桥电路生成的第一负载电流和由第二半桥电路生成的第二负载电流，其中，第一半桥电路包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，其中，第一高侧晶体管和第一低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动电机的第一负载电流，其中，第一负载电流具有对应于电机的当前电机速度的AC电频率，并且其中，第二半桥电路第二高侧晶体管和第二低侧晶体管，其中，第二高侧晶体管和第二低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动电机的第二负载电流，其中，第二负载电流具有对应于电机的当前电机速度的AC电频率；并且在被动式制动期间，以交替短路频率在第一高侧晶体管和第二高侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动第一高侧晶体管和第二高侧晶体管，使得第一高侧晶体管和第二高侧晶体管同时处于相同的开关状态；以及以交替短路频率在第一低侧晶体管和第二低侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动第一低侧晶体管和第二低侧晶体管，使得第一低侧晶体管和第二低侧晶体管同时处于相同的开关状态，其中，第一高侧晶体管和第二高侧晶体管按照预定占空比以与第一低侧晶体管和第二低侧晶体管互补的方式来被驱动。
附图说明
在本文中参照附图对实施方式进行描述。
图1是示出根据一个或更多个实施方式的电机控制系统100的示意性框图；
图2示出了根据一个或更多个实施方式的被动式制动期间的各种电流波形和结温波形；
图3是根据一个或更多个实施方式的六个功率晶体管3的最大结温Tjmax与制动频率(即，交替短路频率falt)的图；以及
图4是示出根据一个或更多个实施方式的电机控制系统的示意性框图。
具体实施方式
在下文中，阐述细节以提供对示例性实施方式的更全面的解释。然而，对于本领域技术人员明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施方式。在其他情况下，为了避免混淆实施方式，以框图形式或示意图(而非详细地)示出公知的结构和装置。此外，除非另有特别说明，否则下文描述的不同实施方式的特征可以相互组合。
此外，等同或相似的元件或者具有等同或相似功能的元件在以下描述中用等同或相似的附图标记表示。由于相同或功能等同的元件在附图中被赋予相同的附图标记，因此可以省略对具有相同附图标记的元件的重复描述。因此，为具有相同或相似附图标记的元件提供的描述是可相互交换的。
在这方面，可以参考所描述的附图的取向来使用诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“上方”、“前方”、“后方”、“后部”、“前部”、“尾部”等方向术语。因为实施方式的部件可以以许多不同的取向定位，所以方向性术语用于说明的目的，而绝不是限制性的。应当理解，在不脱离权利要求所限定的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制意义来理解。
将理解，当元件被称为“连接”或“耦接”至另一元件时，它可以直接连接或耦接至其他元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式来解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。
在本文中描述的或在附图中示出的实施方式中，任何直接电连接或耦接——即没有附加的中间元件的任何连接或耦接——也可以通过间接连接或耦接——即具有一个或更多个附加的中间元件的连接或耦接——来实现，反之亦然，只要本质上保持连接或耦接的通用目的例如发送某种信号或发送某种信息。可以将来自不同实施方式的特征进行组合以形成另一实施方式。例如，除非有相反的说明，否则关于实施方式之一描述的变化或修改也可以适用于其他实施方式。
术语“基本上”和“大约”在本文中可以用于说明在不脱离本文描述的实施方式的方面的情况下在行业中被认为可接受的小制造公差(例如，在5％以内)。例如，具有近似电阻值的电阻器实际上可能具有该近似电阻值的5％以内的电阻。
在本公开内容中，包括诸如“第一”、“第二”等的序数的表达可以修饰各种元件。然而，这样的元件不受以上表达的限制。例如，上述表达不限制元件的顺序和/或重要性。以上表达仅用于将元件与其他元件区分开的目的。例如，第一框和第二框指示不同的框，尽管两者都是框。对于另外的示例，在不脱离本公开内容的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
传感器可以指将要测量的物理量转换为电信号例如电流信号或电压信号的部件。例如，物理量可以是分流电阻器上的电流或电压，或者由电流或由旋转磁铁产生的磁场。
本公开内容的一个或更多个元件可以通过在控制处理器执行任何部件或其组合的功能的存储器上实现专用硬件或软件程序来配置。任何处理部件可以实现为从诸如硬盘或半导体存储器装置的记录介质读取并执行软件程序的中央处理单元(CPU)或其他处理器。例如，指令可以由一个或更多个处理器，例如一个或更多个CPU、数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他等效的集成或离散逻辑电路系统执行。因此，如本文所使用的术语“处理器”指的是任何前述结构或适合于实现本文所描述的技术的任何其他结构。
包括硬件的控制器也可以执行本公开内容的技术中的一种或更多种。包括一个或更多个处理器的控制器可以使用电信号和数字算法来执行其接收、分析和控制功能，这些功能还可以包括校正功能。这样的硬件、软件和固件可以在同一装置内或在不同装置内实现以支持本公开内容中描述的各种技术。
信号处理电路和/或信号调节电路可以从一个或更多个部件接收呈原始测量数据的形式的一个或更多个信号(即，测量信号)，并且可以从测量信号得到另外的信息。如本文所使用的，信号调节是指操纵模拟信号，以使得该信号满足下一级的要求以进行另外的处理。信号调节可以包括从模拟到数字的转换(例如，通过模数转换器)、放大、滤波、转换、偏置、范围匹配、隔离以及使信号适合调节后的处理所需的任何其他处理。
功率半导体装置通常包括被配置成沿着装置的两个负载端子结构或负载电极(例如，源极/发射极和漏极/集电极)之间的负载电流路径传导负载电流的半导体结构。此外，负载电流路径可以借助于有时称为栅极电极的控制电极控制。例如，在从例如驱动器单元接收到相应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体装置设置为处于导通状态或阻断状态之一。控制信号可以是具有受控值的电压信号或电流信号。因此，晶体管的负载电流路径是栅极受控导电通道，栅极受控导电通道的导电性由晶体管的栅极电压控制。
功率晶体管，也称为功率开关或晶体管开关，是可以用于驱动负载电流的功率半导体装置。例如，通过激活和停用晶体管的栅极端子来使晶体管“导通”(“ON”)或“关断”(“OFF”)。跨栅极和发射极施加正输入电压信号将使装置保持在“导通”状态，而使输入栅极信号为零或稍微为负将使装置变为“关断”。存在用于使功率晶体管导通和关断的导通过程和关断过程。
在n沟道晶体管的导通过程期间，栅极驱动器集成电路(IC)可以用于向功率晶体管的栅极提供(供应)栅极电流(即，导通电流)，以便将栅极充电至足够的电压来使装置导通。相比之下，在n沟道晶体管的关断过程期间，栅极驱动器IC用于从功率晶体管的栅极提取(汲取)栅极电流(即关断电流)，以便使栅极电压充分放电来使装置关断。电压脉冲可以根据脉冲宽度调制(PWM)方案从栅极驱动器IC输出作为控制信号。因此，控制信号可以在PWM周期期间在导通电压电平与关断电压电平之间切换以用于控制功率晶体管。这进而对栅极电压进行充电和放电以分别使功率晶体管导通和关断。
对于p沟道晶体管，情况则相反。栅极驱动器IC可以用于从功率晶体管的栅极提取(汲取)栅极电流(即导通电流)，以便将栅极放电至足够的电压来使装置导通。相比之下，在p沟道晶体管的关断过程期间，栅极驱动器IC用于向功率晶体管的栅极提供(供应)栅极电流(即关断电流)，以便使栅极电压充分充电以使装置关断。控制信号可以在PWM周期期间在导通电压电平与关断电压电平之间切换以用于控制功率晶体管。这进而对栅极电压进行充电和放电以分别使功率晶体管导通和关断。
对于n沟道晶体管和p沟道晶体管两者，当栅极源电压Vgs为0V或低于阈值电压时，晶体管关断，当栅极源电压Vgs等于或大于阈值电压时，晶体管导通。
为了以这种方式驱动负载，两个功率晶体管通常以半桥配置布置。高侧(HS)功率晶体管可以是连接至高电压总线或高电源电位的p沟道晶体管，低侧(LS)功率晶体管可以是连接至低电压总线或低电源电位的n沟道晶体管。在更复杂的设计中，高侧功率晶体管和低侧晶体管可以是同一晶体管类型(例如，两者都是n沟道类型)。这两种类型的半桥都是可以设想的。
负载电流在流向负载时被称为正负载电流，并且负载电流在远离负载时被称为负的。高侧功率晶体管在导通时负责传导正负载电流，以便在高侧功率晶体管的互补功率晶体管关断(即，低侧功率晶体管处于阻断或高阻抗模式)时向负载供应负载电流。为了从负载汲取负载电流，两个晶体管的作用相反。此处，低侧功率晶体管在导通时负责传导负负载电流，以便在低侧功率晶体管的互补功率晶体管关断(即，高侧功率晶体管处于阻断或高阻抗模式)时从负载汲取负载电流。这两个功率晶体管通常是切换的，使得两个晶体管不会同时导通。
晶体管可以包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(例如，Si MOSFET或SiC MOSFET)，但是不限于此。应当理解，MOSFET可以代替IGBT，反之亦然。在这种情况下，当用MOSFET代替IGBT时，在本文描述的任一示例中，可以用MOSFET的漏极代替IGBT的集电极，可以用MOSFET的源极代替IGBT的发射极，可以用MOSFET的漏极-源极电压VDS代替IGBT的集电极-发射极电压VCE。因此，任何IGBT晶体管或其他晶体管类型都可以由MOSFET晶体管代替，反之亦然。
本说明书中描述的具体实施方式涉及用于驱动电机的半桥，但不限于此。例如，多相逆变器被配置成通过对多相负载(例如，三相电机)进行供应来提供多相电力。例如，三相电力包括彼此异相120电角度的三个对称的正弦波。在对称的三相电源系统中，三个导体各自承载相对于公共参考具有相同频率和电压幅度但具有三分之一周期的相位差的交流电流(AC)。由于相位差，任何导体上的电压在其他导体之一之后的三分之一周期和剩余导体之前的三分之一周期处达到其峰值。这种相位延迟为平衡的线性负载提供了恒定的电力传输。这种相位延迟还使得可以在电机中产生旋转磁场。
在馈送平衡和线性的负载的三相系统中，三个导体的瞬时电流之和为零。换句话说，每个导体中的电流大小等于其他两个导体中的电流之和，但是具有相反的符号。任何相导体中电流的返回路径是其他两个相导体。瞬时电流导致电流空间矢量。
三相逆变器包括三个逆变器支路，三相中的每一相一个，并且每个逆变器支路彼此并联连接至直流(DC)电压源。每个逆变器支路包括例如以半桥配置布置的一对晶体管用于将DC转换为AC。换言之，每个逆变器支路包括串联连接的两个互补晶体管(即，高侧晶体管和低侧晶体管)，并且它们彼此互补地导通和关断以用于驱动相负载。然而，多相逆变器不限于三相，并且可以包括两相或多于三相，其中，每个相具有逆变器支路。在某些实例中，两个半桥可以作为H桥电路连接，其中负载(例如，电机)作为单相负载在两个半桥之间的交叉开关连接。
图1是示出了根据一个或更多个实施方式的电机控制系统100的示意框图。特别地，电机控制系统100包括功率逆变器1和包括控制器6和栅极驱动器7的逆变器控制单元。逆变器控制单元用作电机控制单元，并且因此也可以称为电机控制器或电机控制IC。电机控制单元可以是单片IC，或者可以分成两个或更多个IC上的微控制器和栅极驱动器。
在该示例中，电机控制系统100还耦接至包括U、V和W三个相的三相电机M(例如，作为AC电机类型的永磁同步电机(PMSM))。功率逆变器1是被配置成通过供应三相电流来提供三相功率以用于驱动电机M的三相电压生成器。还将理解的是，功率逆变器1和逆变器控制单元可以放置在相同的电路板上或者被放置在单独的电路板上。
幅度与相位两者的差都可能导致电机M中的功率损失和扭矩损失。因此，电机控制系统100可以被配置成实时监测和控制被供应至电机M的电压的幅度和相位，以确保基于反馈控制回路来保持适当的电流平衡。开环电机控制单元也存在并且可以实现。
用于三相电机M的功率逆变器1包括以互补对布置的六个功率晶体管3u+、3u-、3v+、3v-、3w+和3w-(统称为晶体管3或开关)的开关阵列。每个互补对形成半桥电路并且构成一个向三相电机M供应相电压的逆变器支路。因此，每个逆变器支路均包括上(高侧)晶体管3和下(低侧)晶体管3。另外，每个晶体管3可以反并联地连接至相应的续流二极管D1至D6上。负载电流路径U、V和W从位于互补晶体管之间的每个逆变器支路的输出(即，每个半桥电路的输出)延伸，并且被配置为耦接至诸如电机M的负载。每个负载电流路径U、V和W携带相应的相电流Iu、Iv和Iw。每个相电流Iu、Iv和Iw具有与电机M的实际(电流)电机速度直接对应的AC电频率。
功率逆变器1耦接至DC电源4(例如，电池或二极管桥式整流器)并且耦接至逆变器控制单元的栅极驱动器7。
控制器6实时执行电机控制系统100的电机控制功能，并且向栅极驱动器发送PWM控制信号。控制器6可以采用用于控制每个晶体管的状态，并且最终地控制各自的负载电流路径U、V和W上提供的每个相电流的PWM方案。栅极驱动器7基于用于控制晶体管3的开关状态(即，导通和关断状态)的PWM控制信号生成驱动信号。因此，负载电流路径U、V和W可以由控制器6和栅极驱动器7借助于控制晶体管3的控制电极(即，栅极电极)来控制。例如，在从控制器6接收到PWM控制信号时，栅极驱动器7可以将对应的晶体管设置为传导状态(即导通状态)和阻断状态(即关断状态)之一。
栅极驱动器7可以被配置成从控制器6接收包括功率晶体管控制信号的指令，并且根据接收的指令和控制信号使各自的晶体管3导通或关断。例如，在各自的晶体管3的导通过程期间，栅极驱动器IC可以用于向各自的晶体管3的栅极提供(供应)栅极电流以便对栅极进行充电。相比之下，在关断过程期间，栅极驱动器IC可以用于从晶体管3的栅极汲取(吸收)栅极电流以使栅极放电。
此外，控制功率逆变器1的晶体管3(即，晶体管)，使得同一逆变器支路中的两个晶体管在任何时候都不会同时导通，否则DC电源将被短路。该要求可以通过根据电机控制算法对逆变器支路中的开关3进行互补操作来满足。控制器可以施加死区时间，在死区时间期间，半桥的高侧晶体管和低侧晶体管同时关断。
电机控制系统100包括用于测量电机M的电频率的至少一个装置，该电频率对应于电机的实际(电流)电机速度。如上所述，相电流Iu、Iv和Iw本身具有直接对应于电机M的实际(当前)电机速度的AC电频率。因此，可以测量AC电频率作为测量当前电机速度的一种方式。
AC电频率可以通过分流电阻器Rs来测量。特别地，电力逆变器1可以包括放置在电力逆变器1的负DC链路(总线)上的分流电阻器Rs。晶体管3u+、3u-、3v+、3v-、3w+和3w-被表示为开关，并且电机M针对其相中的每一相具有绕组(未示出)。相电流测量电路11可以接收从分流电阻器Rs获取的电流的样本，并且然后使用算法(即，软件)来实时地重构三相电流。例如，空间矢量脉宽调制(SVPWM)是基于矢量控制的算法，该基于矢量控制的算法需要感测三个电机相电流。SVPWM本身是用于实时控制PWM的算法。该算法用于产生AC波形，并且可以用于使用多个开关晶体管从DC源以可变速度驱动三相AC供电的电机。虽然本文的示例是在三相电机的背景下描述的，但是示例不限于此，并且可以应用于任何负载方案。
通过使用单分流电阻器Rs，以精确的时间间隔对DC链路电流脉冲进行采样。分流电阻器Rs上的电压降可以由相电流测量电路11的运算放大器来放大并且例如上移1.65V。所得的电压可以由相电流测量电路11的ADC进行转换。基于开关的实际组合，使用SVPWM算法重建电机M的三相电流。ADC可以在PWM周期的有效矢量期间测量DC链路电流。在每个PWM周期中，存在两个不同的有效矢量，并且每个有效矢量中的DC链路电流表示一个电机相上的电流。因此，在每个PWM周期中有两次相电流测量可用。由于三个绕组电流总和为零，因此可以计算第三相电流值。因此，相电流测量电路11可以包括相电流重建电路，该相电流重建电路使用单分流重建来针对各个各自的相U、V和W对相电流Iu、Iv和Iw中的每一个进行重建。在任何情况下，相电流测量电路11可以测量相电流Iu、Iv或Iw之一的AC电频率fac并且将测量的AC电频率fac提供给控制器6，控制器6然后可以基于测量的AC电频率控制晶体管3的开关状态。例如，控制器6可以基于测量的AC电频率，在电机M的被动式制动期间控制晶体管3的交替短路频率。
应当理解，除了单分流电阻器之外的其他实现可以用于电流感测，以及其他电机控制算法可以用于控制负载，并且本文描述的实施方式不限于此。例如，沿负载电流路径U、V和W之一放置的电流传感器8，而不是放置在功率逆变器1的负DC链路(总线)上的分流电阻器Rs可以用于电流感测。例如，电流传感器8，例如霍尔传感器或分流电阻器，可以沿负载电流路径U、V和W中的至少一个放置，并且相电流中的至少一个可以由相电流测量电路11直接从电流传感器中测量，以便测量相电流的AC电频率fac。替选地，可以测量对应的半桥电路的输出电压，该输出电压在相应相电流的AC电频率下振荡。例如，电压传感器10可以被配置成测量与各自的负载电流相对应的一个或多个线电压Vu、Vv或Vw，以测量AC电频率。由于所有相电流具有相同的AC电频率，因此仅需要测量一个相电流或线电压来确定AC电频率。测量的AC电频率与电机M的当前电机速度直接相关，并且因此表示当前电机速度。
或者，速度传感器9可以用于直接测量电机M的旋转速度(电机速度)，电机M的旋转速度与用于驱动电机的AC电频率(即相电流的频率)成比例。例如，磁铁可以固定在由电机M驱动的旋转轴的一端。布置在磁铁附近的磁传感器可以实现在速度传感器中，以测量磁场的强度和/或方向，磁场的变化频率与电机速度成比例。因此，电机M的电机速度或电频率可以通过电机速度测量电路12从由磁传感器生成的电信号中得出。特别地，电机速度测量电路12可以包括被配置成接收来自速度传感器9的传感器信号并且根据传感器信号确定电机速度的处理器。电机速度测量电路12将当前的电机速度提供给控制器6，然后控制器6可以基于测量的(当前)电机速度控制晶体管3的开关状态。例如，控制器6可以基于测量的(当前)电机速度，在电机M的被动式制动期间控制晶体管3的交替短路频率。
在电机的被动式制动期间，晶体管3的热管理对于保持功率逆变器1的完整性非常重要。控制器6被配置成生成至少一个控制信号以控制由功率逆变器1的半桥生成的负载电流(即相电流)。这包括控制晶体管3的开关状态，以实施被动式制动来降低电机的当前电机速度。
为了实现被动式制动，例如，在SVPWM控制方案中，控制器6对电流矢量施加零矢量条件。为了调节电流矢量的振幅，零矢量(000)或(111)由控制器6施加。这意味着，电机相被短接。这引起定子中的电流衰减。一旦定子电流衰减，就会有电流被允许流动，该电流将与引起制动的旋转力对抗。由于转子-定子相互作用的变化磁场引起现在通过功率逆变器1被短路的电压。
为了减少总制动时间并防止晶体管3过热，控制器6被配置成在被动式制动期间对所有晶体管3提供冷却时间。这是通过借由低侧晶体管交替地使电机绕组短路，以及通过交替地使高侧晶体管短路来实现的。因此，热负荷分别由互补的开关分担。基于该方法，可以管理功率级的热状况。这样，热负荷在晶体管之间更好地分布，这可以显著降低最大发生的结温。该方法使得可以实现更紧凑的功率级，如果没有该方法，实现更紧凑的功率级是不可能的。
特别地，在被动式制动期间，所有高侧晶体管以交替短路频率falt同步地导通和关断，使得所有高侧晶体管同时处于相同的开关状态(即，所有高侧晶体管同时导通或所有高侧晶体管同时关断)。同样地，在被动式制动期间，所有低侧晶体管以交替短路频率falt同步地导通和关断，使得所有低侧晶体管同时处于相同的开关状态(即，所有低侧晶体管同时导通或所有低侧晶体管同时关断)。另外，按照预定的占空比，以与低侧晶体管互补的方式驱动高侧晶体管。也就是说，当高侧晶体管被导通时，低侧晶体管被关断，反之亦然。
因此，在被动式制动期间，栅极驱动器7被配置成以具有预定占空比的交替短路频率falt在高侧晶体管3u+与低侧晶体管3u-各自的开关状态之间以互补的方式驱动高侧晶体管3u+和低侧晶体管3u-，以降低电机的当前电机速度，栅极驱动器7被配置成以具有预定占空比的交替短路频率falt在高侧晶体管3v+与低侧晶体管3v-各自的开关状态之间以互补的方式驱动高侧晶体管3v+和低侧晶体管3v-，以降低电机的当前电机速度，以及栅极驱动器7被配置成以具有预定占空比的交替短路频率falt在高侧晶体管3w+与低侧晶体管3w-各自的开关状态之间以互补的方式驱动高侧晶体管3w+和低侧晶体管3w-，以降低电机的当前电机速度，其中，附加条件是高侧晶体管3u+、3v+和3w+以交替短接频率falt在高侧晶体管3u+、3v+与3w+各自的开关状态之间同步地进行驱动，使得高侧晶体管同时全部导通或同时全部关断，并且低侧晶体管3u-、3v-和3w-以交替短接频率falt在低侧晶体管3u-、3v-与3w-各自的开关状态之间同步地进行驱动，使得低侧晶体管同时全部导通或同时全部关断。
另外，栅极驱动器7被配置成在被动式制动期间以交替开关间隔驱动高侧晶体管和低侧晶体管，以降低电机的当前电机速度，交替开关间隔包括根据交替短路频率交替的第一开关间隔与第二开关间隔，第一开关间隔与第二开关间隔交替。在第一开关间隔期间，高侧晶体管处于导通状态，并且低侧晶体管处于关断状态。在第二开关间隔期间，低侧晶体管处于导通状态，高侧晶体管处于关断状态。第一开关间隔的持续时间和第二开关间隔的持续时间限定了预定的占空比。
在某些情况下，预定的占空比是50％，使得第一开关间隔的持续时间等于第二开关间隔的持续时间。当所有晶体管3(高侧晶体管和低侧晶体管)的结温在关断时以基本上均等的速度上升和/或衰减时，就可能是这种情况。其结果是，热负荷在所有晶体管3之间基本上均等地(即平衡地)分布，使得它们各自的结温在它们各自的导通间隔期间基本相等。换言之，晶体管3的结温在整个PWM期间或周期内以类似的模式上升和衰减，或者在同一较低结温与同一较高结温之间大幅变化。
相比之下，在某些情况下，预定的占空比不同于50％，使得第一开关间隔的持续时间不同于第二开关间隔的持续时间。当高侧晶体管的结温与低侧晶体管的结温相比以不同的速度上升和/或衰减时，就可能是这种情况。例如，高侧晶体管可能具有比低侧晶体管更好的冷却能力，或者反之亦然。例如，高侧晶体管可以布置在散热器上，而低侧晶体管可以不布置在散热器上，或者反之亦然。因此，当与具有较差冷却能力的那些晶体管相比，具有较好冷却能力的晶体管(例如，布置在散热器上的那些晶体管)需要更少的时间来冷却。具有较好冷却能力的那些晶体管可以在PWM周期内导通较长的持续时间，而具有较差冷却能力的那些晶体管可以在PWM周期内关断较长的时间，以便平衡所有晶体管3中的热负荷。
例如，预定的占空比可以设置在35％与50％之间或者50％与65％之间，使得根据高侧晶体管的冷却能力与低侧晶体管的冷却能力的对比，分别地，第一开关间隔的持续时间大于第二开关间隔的持续时间，或者第二开关间隔的持续时间大于第一开关间隔的持续时间。
因此，预定的占空比被设置为使得所有晶体管3的结温保持限制在限定的温度范围(例如，在较低的温度阈值与较高的温度阈值之间)内，并且更具体地，预定的占空比可以被设置为使得所有晶体管3的结温在被动式制动期间在同一较低结温与同一较高结温之间大幅变化。以这种方式，通过对所有六个功率晶体管的功率损失的平均分配，采用了热管理。
值得注意的是，控制器6可以选择在运行模式下交替操作电机，在运行模式期间，电机被主动式驱动而不是被动式制动。例如，控制器6可以控制栅极驱动器7以在晶体管3各自的开关状态之间驱动晶体管3，以使电机保持目标电机速度。在运行模式期间，在任何给定时间处有仅一个高侧晶体管和仅一个低侧晶体管导通，并且同一半桥(逆变器支路)中的晶体管从未同时导通。因此，高侧晶体管在其各自的开关状态之间进行驱动，使得没有晶体管同时导通。同样地，低侧晶体管在其各自的开关状态之间进行驱动，使得没有晶体管同时导通。另外，可以由控制器6施加死区时间，在死区时间期间，半桥的高侧晶体管和低侧晶体管同时关断短的持续时间。
图2示出了根据一个或更多个实施方式的在被动式制动期间随时间变化的各种电流波形和结温波形。图2中的顶部波形示出了在被动式制动期间的相电流Iv，在被动式制动期间，电机速度降低。相电流Iv以与电机的当前电机速度相对应的AC电频率振荡。因此，随着电机速度降低，相电流Iv的AC电频率也会降低。
图2中的下一波形示出了在交替开关间隔期间通过高侧晶体管3v+的导通电流(用实线表示)和通过低侧晶体管3v-的导通电流(用虚线表示)。这两个导通电流组合在一起以形成相电流Iv。因此，这两个导通电流也在与电机的当前电机速度相对应的AC电频率下振荡。交替开关间隔包括第一开关间隔T1和第二开关间隔T2，第一开关间隔T1和第二开关间隔T2的总和形成一个周期Talt。在第一开关间隔T1期间，高侧晶体管3v+处于导通状态，并且低侧晶体管3v-处于关断状态。在第一开关间隔T1期间，导通电流(HS)的流动在晶体管3v+的栅极受控通道的前向传导路径与其续流二极管D3之间振荡。在第二开关间隔T2期间，低侧晶体管3v-处于导通状态，并且高侧晶体管3v+处于关断状态。在第二开关间隔T2期间，导通电流(LS)的流动在晶体管3v-的栅极受控通道的前向传导路径与其续流二极管D4之间振荡。高侧晶体管3v+和低侧晶体管3v-两者以交替短路频率falt在高侧晶体管3v+和低侧晶体管3v-各自的开关状态之间进行切换，交替短路频率falt由周期Talt定义。另外，两个开关区间T1和T2的持续时间相等。因此，在该示例中，占空比被设置50％。
图2中的底部两个波形分别示出了高侧晶体管3v+和低侧晶体管3v-的结温Tj。可以看出，在第一开关间隔T1期间，在此期间高侧晶体管3v+导通，并且低侧晶体管3v-关断，高侧晶体管3v+的结温在间隔的长度内以一定的波纹增加到最大值，这是因为导通电流交替地流经晶体管3v+的栅极受控通道以及其续流二极管D3。同时，在低侧晶体管3v-关断时，低侧晶体管3v-的结温稳定地增加到最小值。还可以看出，在第二开关间隔T2期间，在此期间低侧晶体管3v-导通，并且高侧晶体管3v+关断，低侧晶体管3v-的结温在间隔的长度内以一定的波纹增加到最大值，这是因为导通电流交替地流经晶体管3v-的栅极受控通道以及其续流二极管D4。同时，在高侧晶体管3v+关断时，高侧晶体管3v+的结温稳定地增加到最小值。在整个被动式制动操作中，晶体管3v+与晶体管3v-之间的热负荷基本平衡。例如，在被动式制动期间，晶体管3v+和晶体管3v-的结温在基本相同的最小温度值与最大温度值之间波动。
图3是根据一个或更多个实施方式的六个功率晶体管3的最大结温Tjmax与制动频率(即，交替短路频率falt)的图。最大结温Tjmax对应于流动通过透视晶体管的不同相电流(PH1 HS、PH1 LS、PH2 HS、PH2 LS、PH3 HS和PH3 LS)。在该示例中，假设AC电频率fac是100Hz并且奈奎斯特(Nyquist)频率是400Hz(即，AC电频率的四倍)。奈奎斯特频率是AC电频率的N倍，其中，N为整数，低于该频率时会出现失真(混叠)。换句话说，奈奎斯特频率是AC电频率的N倍，其中，N是2或更大的整数，在该频率处或高于该频率几乎没有失真(即，没有混叠)。在该示例中，N为四。奈奎斯特频率也可以称为混叠频率。
从图3中可以看出，对于小于400Hz(即，小于电机的奈奎斯特频率)的交替短路频率falt，晶体管3u+、3u-、3v+、3v-、3w+和3w-之间的结温存在大的波动，其中，最大的波动出现在刚好低于奈奎斯特频率的频率处。这些波动指示热负荷在晶体管3u+、3u-、3v+、3v-、3w+和3w-之间分布不均匀，这将导致在被动式制动期间晶体管的结温在基本上不同的最小温度值与最大温度值之间波动。为了确保热负荷在晶体管3u+、3u-、3v+、3v-、3w+和3w-之间均匀分布，已经确定交替短路频率falt应当被设置为等于或大于电机的奈奎斯特频率。在这种情况下，奈奎斯特频率是AC电频率的四倍，并且交替短路频率falt应当被设置为AC电频率的至少四倍。还可以观察到，随着交替短路频率falt增加至高于奈奎斯特频率，最大结温开始增加，并且在一些点处，最大结温将增加至高于可能损坏晶体管3的过热阈值。这是由于随着频率增加，每个晶体管的静止时段变短。因此，结温可能逐渐升高。应当避免超过该过温阈值。例如，交替短路频率可以被限制为等于或小于AC电频率的100倍，以防止晶体管的最大结温超过过热阈值。
返回至图1，电机控制系统100包括测量电路，该测量电路被配置成测量与AC电频率对应的工作参数，其中，控制器6被配置成基于所测量的工作参数来设置交替短路频率falt，使得该交替短路频率falt等于或大于电机的奈奎斯特频率。工作参数可以是AC电频率，并且测量电路包括电流传感器，该电流传感器被配置成测量负载电流中之一以测量AC电频率。替选地，工作参数可以是AC电频率，并且测量电路包括电压传感器，该电压传感器被配置成测量与负载电流对应的线电压以测量AC电频率。替选地，工作参数可以是电机的当前电机速度，并且测量电路包括速度传感器，该速度传感器被配置成测量电机的当前电机速度。
测量电路可以包括相电流测量电路11，该相电流测量电路11以上面先前描述的方式测量作为工作参数的AC电频率fac。因此，相电流测量电路11将AC电频率fac作为工作参数提供至控制器6，并且控制器6基于该AC电频率fac来设置交替短路频率falt。
替选地，测量电路可以包括电机速度测量电路12，该电机速度测量电路12以上面先前描述的方式测量作为工作参数的电机速度。因此，电机速度测量电路12将电机速度作为工作参数提供给控制器6，并且控制器6基于所测量的电机速度来设置交替短路频率falt(例如，设置为从电机速度导出的电机的电频率的四倍或更大)。
控制器6可以被配置成在启动被动式制动时将交替短路频率falt设置为等于或大于电机的奈奎斯特频率。换句话说，控制器6在其启动被动式制动时对工作参数(例如，AC电频率fac或电机速度)进行采样，并且此时相应地设置交替短路频率falt。根据该初始频率设置，交替短路频率falt在整个被动式制动操作期间可以是固定的。
替选地，交替短路频率falt在被动式制动期间可以是可变的，并且控制器6被配置成在被动式制动期间、随着当前电机速度变化来调整交替短路频率falt。例如，由于AC电频率fac与电机速度直接相关，因此随着电机速度降低，AC电频率fac也降低，并且奈奎斯特频率也与电机速度一起降低。也就是说，随着电机速度降低，奈奎斯特频率也降低。出现过温阈值的频率也随着电机速度降低而降低。因此，为了将结温保持在期望的温度范围内并且热负荷在晶体管3之间均匀分布，控制器6可以被配置成基于所测量的工作参数随着电机速度降低而减小交替短路频率falt，同时仍然确保交替短路频率falt被保持为等于或大于变化的奈奎斯特频率。
当交替短路频率falt可变时，控制器6可以被配置成基于所测量的工作参数将交替短路频率falt设置为AC电频率的预定倍数。预定倍数如上所述可以是四倍或更大，但是可以等于或小于AC电频率的100倍。在被动式制动期间，测量电路11或12被配置成连续地或以规则的预定间隔测量工作参数，并且控制器6被配置成调整交替短路频率falt使得在当前电机速度降低时交替短路频率falt保持在AC电频率的预定倍数。因此，交替短路频率falt在被动式制动期间是可变的，并且控制器6被配置成在被动式制动期间随着当前电机速度变化而调整交替短路频率falt。
虽然上述实施方式涉及包括三个半桥电路的三相逆变器电路，但是使用两个或更多个半桥的其他配置也是可能的。图4是示出了根据一个或更多个实施方式的电机控制系统400的示意性框图。电机控制系统400包括以H桥配置布置的两个半桥电路，用于驱动电机。因此，第一半桥电路包括高侧晶体管3u+和低侧晶体管3u-，而第二半桥电路包括高侧晶体管3v+和低侧晶体管3v-。相电流测量电路11可以测量相(负载)电流Iph或者相(线)电压Vph，以确定AC电频率fac，或者电机速度测量电路12可以用于以与上面描述的类似方式测量电机速度。
在被动式制动期间，栅极驱动器7被配置成：以交替短路频率在高侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动高侧晶体管，使得高侧晶体管同时处于相同的开关状态；以及以交替短路频率在低侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动低侧晶体管，使得低侧晶体管同时处于相同的开关状态，其中，高侧晶体管按照预定占空比以与低侧晶体管互补的方式来被驱动。因此，上面描述的用于被动式制动的相同原理可以应用于H桥电路。
下面提供了附加实施方式。
实施方式1：一种驱动器系统，其被配置成驱动电机，驱动器系统包括：第一半桥电路，其包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，其中，第一高侧晶体管和第一低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动电机的第一负载电流，其中，第一负载电流具有对应于电机的当前电机速度的AC电频率；第二半桥电路，其包括第二高侧晶体管和第二低侧晶体管，其中，第二高侧晶体管和第二低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动电机的第二负载电流，其中，第二负载电流具有对应于电机的当前电机速度的AC电频率；栅极驱动器电路，其被配置成接收至少一个控制信号；以及基于至少一个控制信号在开关状态之间驱动第一高侧晶体管和第一低侧晶体管以生成第一负载电流；以及基于至少一个控制信号在开关状态之间驱动第二高侧晶体管和第二低侧晶体管以生成第二负载电流；以及控制器，其被配置成生成至少一个控制信号以控制第一负载电流和第二负载电流，其中，控制器被配置成使用被动式制动来降低电机的当前电机速度，其中，在被动式制动期间，栅极驱动器电路被配置成以具有预定占空比的交替短路频率在第一高侧晶体管和第一低侧晶体管各自的开关状态之间以互补方式驱动第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，其中，在被动式制动期间，栅极驱动器电路被配置成以具有预定占空比的交替短路频率在第二高侧晶体管和第二低侧晶体管各自的开关状态之间以互补的方式驱动第二高侧晶体管和第二低侧晶体管，其中，在被动式制动期间，第一高侧晶体管和第二高侧晶体管以交替短路频率在第一高侧晶体管和第二高侧晶体管各自的开关状态之间同步地进行驱动，使得第一高侧晶体管和第二高侧晶体管同时地都导通或同时地都关断，并且其中，在被动式制动期间，第一低侧晶体管和第二低侧晶体管以交替短路频率在第一低侧晶体管和第二低侧晶体管各自的开关状态之间同步地进行驱动，使得第一低侧晶体管和第二低侧晶体管同时地都导通或同时地都关断。
实施方式2：实施方式1的驱动器系统，其中，AC电频率与电机的当前电机速度直接相关。
实施方式3：实施方式1的驱动器系统，其中，在运行模式期间，栅极驱动器电路被配置成在第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二高侧晶体管各自的开关状态之间驱动第一高侧晶体管、第二高侧晶体管、第一低侧晶体管和第二高侧晶体管，以将电机维持在目标电机速度。
实施方式4：实施方式3的驱动器系统，其中，在运行模式期间，第一高侧晶体管和第二高侧晶体管在其各自的开关状态之间进行驱动，使得第一高侧晶体管和第二高侧晶体管不同时导通，并且第一低侧晶体管和第二低侧晶体管在其各自的开关状态之间进行驱动，使得第一低侧晶体管和第二低侧晶体管不同时导通。
虽然已经公开了各种实施方式，但是对于本领域技术人员将明显的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出将实现本文所公开的构思的一些优点的各种改变和修改。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑改变。应当提及的是，即使未明确提及，参照特定图说明的特征也可以与其他图的特征组合。对总的发明构思的这样的修改旨在由所附权利要求及其合法等同方案覆盖。
此外，所附权利要求由此被并入详细描述中，其中，每个权利要求可以独立地作为单独的示例实施方式。虽然每个权利要求可以独立地作为单独的示例实施方式，但是应当注意，虽然从属权利要求可以在权利要求中指与一个或更多个其他权利要求的特定组合，但是其他示例实施方式也可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求或独立权利要求的主题的组合。除非说明不旨在提出特定组合，否则本文提出了这样的组合。此外，即使该权利要求不直接从属于独立权利要求，也旨在将权利要求的特征包括在任何其他独立权利要求中。
还应注意，说明书或权利要求中公开的方法可以由具有用于执行这些方法的每个相应动作的装置的设备来实现。例如，本公开内容中描述的技术可以至少部分地以硬件、软件、固件或其任何组合——包括非暂态计算机可读记录介质上的计算系统、集成电路和计算机程序的任何组合——来实现。例如，所描述的技术的各个方面可以在一个或更多个处理器内实现，处理器包括一个或更多个微处理器、DSP、ASIC或任何其他等同的集成或分立逻辑电路、以及这样的部件的任何组合。
此外，应当理解，说明书或权利要求书中公开的多个动作或功能的公开内容可以不被解释为在指定顺序内。因此，除非这样的动作或功能由于技术原因是不可互换的，否则多个动作或功能的公开内容不会将这些动作或功能限制到特定顺序。此外，在一些实施方式中，单个动作可以包括或可以被分解成多个子动作。除非明确地进行排除，否则这样的子动作可以被包括并且是该单个动作的公开内容的一部分。

Claims (22)

1.一种驱动器系统，其被配置成驱动电机，所述驱动器系统包括：
第一半桥电路，其包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，其中，所述第一高侧晶体管和所述第一低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动所述电机的第一负载电流，其中，所述第一负载电流具有对应于所述电机的当前电机速度的交流电频率；
第二半桥电路，其包括第二高侧晶体管和第二低侧晶体管，其中，所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动所述电机的第二负载电流，其中，所述第二负载电流具有对应于所述电机的当前电机速度的所述交流电频率；
栅极驱动器电路，其被配置成：接收至少一个控制信号，并且基于所述至少一个控制信号而在开关状态之间驱动所述第一高侧晶体管和所述第一低侧晶体管以生成所述第一负载电流，以及基于所述至少一个控制信号而在开关状态之间驱动所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管以生成所述第二负载电流；以及
控制器，其被配置成生成所述至少一个控制信号以控制所述第一负载电流和所述第二负载电流，其中，所述控制器被配置成使用被动式制动来降低所述电机的当前电机速度，
其中，在被动式制动期间，所述栅极驱动器电路被配置成以交替短路频率在所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管，使得所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管同时处于相同的开关状态，并且以所述交替短路频率在所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管，使得所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管同时处于相同的开关状态，其中，所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管按照预定占空比、以与所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管互补的方式来被驱动。
2.根据权利要求1所述的驱动器系统，其中，在被动式制动期间：
所述栅极驱动器电路被配置成以具有所述预定占空比的所述交替短路频率、在所述第一高侧晶体管和所述第一低侧晶体管各自的开关状态之间以互补方式驱动所述第一高侧晶体管和所述第一低侧晶体管，以降低所述电机的当前电机速度，
所述栅极驱动器电路被配置成以具有所述预定占空比的所述交替短路频率、在所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管各自的开关状态之间以互补方式驱动所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管，以降低所述电机的当前电机速度，
所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管以所述交替短路频率在其各自的开关状态之间被同步地驱动，使得所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管同时地导通或同时地关断，并且
所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管以所述交替短路频率在其各自的开关状态之间被同步地驱动，使得所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管同时地导通或同时地关断。
3.根据权利要求1所述的驱动器系统，其中，在被动式制动期间：
所述栅极驱动器电路被配置成以交替开关间隔驱动所述第一高侧晶体管、所述第一低侧晶体管、所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管，以降低所述电机的当前电机速度，所述交替开关间隔包括按照所述交替短路频率交替的第一开关间隔与第二开关间隔，所述第一开关间隔与所述第二开关间隔交替，
其中，在所述第一开关间隔期间，所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管处于导通状态，并且所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管处于关断状态，并且
其中，在所述第二开关间隔期间，所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管处于导通状态，并且所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管处于关断状态，
其中，所述第一开关间隔的持续时间和所述第二开关间隔的持续时间限定所述预定占空比。
4.根据权利要求3所述的驱动器系统，其中，所述预定占空比为50％，使得所述第一开关间隔的持续时间等于所述第二开关间隔的持续时间。
5.根据权利要求3所述的驱动器系统，其中，所述预定占空比在35％与50％之间或者在50％与65％之间，使得所述第一开关间隔的持续时间大于所述第二开关间隔的持续时间，或者使得所述第二开关间隔的持续时间大于所述第一开关间隔的持续时间。
6.根据权利要求1所述的驱动器系统，还包括：
H桥电路，其包括所述第一半桥电路和所述第二半桥电路。
7.根据权利要求1所述的驱动器系统，还包括：
三相逆变器电路，其包括所述第一半桥电路和所述第二半桥电路。
8.根据权利要求1所述的驱动器系统，其中，所述交替短路频率等于或大于所述电机的奈奎斯特频率。
9.根据权利要求8所述的驱动器系统，其中，所述奈奎斯特频率是所述交流电频率的四倍。
10.根据权利要求9所述的驱动器系统，其中，所述交替短路频率等于或小于所述交流电频率的100倍。
11.根据权利要求8所述的驱动器系统，还包括：
测量电路，其被配置成测量与所述交流电频率对应的工作参数，
其中，所述控制器被配置成基于所测量的工作参数来设置所述交替短路频率，使得所述交替短路频率等于或大于所述电机的奈奎斯特频率。
12.根据权利要求11所述的驱动器系统，其中：
所述控制器被配置成基于所测量的工作参数，将所述交替短路频率设定为所述交流电频率的预定倍数，以及
在被动式制动期间，所述测量电路被配置成连续地或以规则的预定间隔测量所述工作参数，并且所述控制器被配置成调整所述交替短路频率，使得在所述当前电机速度降低时所述交替短路频率保持在所述交流电频率的预定倍数。
13.根据权利要求12所述的驱动器系统，其中，所述预定倍数等于或大于四。
14.根据权利要求11所述的驱动器系统，其中，所述工作参数是所述交流电频率，并且所述测量电路包括电流传感器，所述电流传感器被配置成测量所述第一负载电流以测量所述交流电频率。
15.根据权利要求11所述的驱动器系统，其中，所述工作参数是所述交流电频率，并且所述测量电路包括电压传感器，所述电压传感器被配置成测量与所述第一负载电流对应的线电压以测量所述交流电频率。
16.根据权利要求11所述的驱动器系统，其中，所述工作参数是所述电机的当前电机速度，并且所述测量电路包括速度传感器，所述速度传感器被配置成测量所述电机的当前电机速度。
17.根据权利要求9所述的驱动器系统，其中，所述交替短路频率在被动式制动期间是可变的，并且所述控制器被配置成在被动式制动期间随着所述当前电机速度的变化来调整所述交替短路频率。
18.根据权利要求1所述的驱动器系统，其中，所述控制器被配置成在启动被动式制动时将所述交替短路频率设置为等于或大于所述电机的奈奎斯特频率。
19.根据权利要求18所述的驱动器系统，其中，在被动式制动期间，所述交替短路频率是固定的。
20.根据权利要求1所述的驱动器系统，其中，对于被动式制动，所述控制器被配置成设置所述预定占空比，使得热负载在所述第一高侧晶体管、所述第一低侧晶体管、所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管之间大致均等地分布，使得所述第一高侧晶体管、所述第一低侧晶体管、所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管各自的结温大致相等。
21.根据权利要求2所述的驱动器系统，还包括：
第三半桥电路，其包括第三高侧晶体管和第三低侧晶体管，其中，所述第三高侧晶体管和所述第三低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动所述电机的第三负载电流，其中，所述第三负载电流具有对应于所述电机的当前电机速度的所述交流电频率，
其中，所述栅极驱动器电路被配置成基于所述至少一个控制信号而在开关状态之间驱动所述第三高侧晶体管和所述第三低侧晶体管，以生成所述第三负载电流，
其中，所述控制器被配置成生成所述至少一个控制信号来控制所述第一负载电流、所述第二负载电流和所述第三负载电流，
其中，在被动式制动期间，所述栅极驱动器电路被配置成以具有所述预定占空比的交替短路频率、在所述第三高侧晶体管和所述第三低侧晶体管各自的开关状态之间以互补方式驱动所述第三高侧晶体管和所述第三低侧晶体管，以降低所述电机的当前电机速度，
其中，在被动式制动期间，所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管和所述第三高侧晶体管以所述交替短路频率在其各自的开关状态之间被同步地驱动，使得所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管和所述第三高侧晶体管同时全部导通或者同时全部关断，并且
其中，在被动式制动期间，所述第一低侧晶体管、所述第二低侧晶体管和所述第三低侧晶体管以所述交替短路频率在其各自的开关状态之间被同步地驱动，使得所述第一低侧晶体管、所述第二低侧晶体管和所述第三低侧晶体管同时全部导通或者同时全部关断。
22.一种用于对电机进行被动式制动以降低所述电机的当前电机速度的方法，所述方法包括：
生成至少一个控制信号以控制由第一半桥电路生成的第一负载电流和由第二半桥电路生成的第二负载电流，
其中，所述第一半桥电路包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，其中，所述第一高侧晶体管和所述第一低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动所述电机的第一负载电流，其中，所述第一负载电流具有对应于所述电机的当前电机速度的交流电频率，
其中，所述第二半桥电路包括第二高侧晶体管和第二低侧晶体管，其中，所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管被配置成协作地生成用于驱动所述电机的第二负载电流，其中，所述第二负载电流具有对应于所述电机的当前电机速度的所述交流电频率，并且
其中，在被动式制动期间，以交替短路频率在所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管，使得所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管同时处于相同的开关状态，并且以所述交替短路频率在所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管各自的开关状态之间同步地驱动所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管，使得所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管同时处于相同的开关状态，其中，所述第一高侧晶体管和所述第二高侧晶体管按照预定占空比、以与所述第一低侧晶体管和所述第二低侧晶体管互补的方式来被驱动。
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