CN108933473B - 一种上下管mosfet的控制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种上下管mosfet的控制方法、装置及太阳能充电控制器，该方法包括：获取充电电流的电流值；判断电流值是否大于第一阈值；若是，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet和下管mosfet不同时导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式；本发明通过软件输出预设数量的PWM信号，可以控制太阳能充电控制器的上下管mosfet的导通和关断，有效的降低了下管mosfet续流时的温升，减少了太阳能充电控制器的成本，提高了用户体验。

Description

一种上下管mosfet的控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及太阳能充电技术领域，特别涉及一种上下管mosfet的控制方法、装置及太阳能充电控制器。
背景技术
随着现代社会科技的发展，如太阳能的新型能源的应用越来越广泛。太阳能充电控制器作为太阳能发电系统中一个十分重要的部分，受到了广泛的使用。
现有技术中，太阳能充电控制器往往通过硬件调节上下管mosfet(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)死区，使得上下管mosfet的导通死区是固定参数，通过硬件实现增加了产品材料成本；并且在不同型号的管mosfet时，调节上下管mosfet的导通死区调节存在技术难题，不利于用户体验。因此，如何通过软件控制上下管mosfet的导通和关断，降低产品成本，提高用户体验，是现今急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种上下管mosfet的控制方法、装置及太阳能充电控制器，以通过软件发出的PWM信号控制上下管mosfet的导通和关断，降低产品成本，提高用户体验。
为解决上述技术问题，本发明提供一种上下管mosfet的控制方法，包括：
获取充电电流的电流值；
判断所述电流值是否大于第一阈值；
若是，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet和所述下管mosfet不同时导通，使所述太阳能充电控制器工作在连续模式。
可选的，所述输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet和所述下管mosfet不同时导通，包括：
输出对应时序的3路PWM信号控制所述上管mosfet和所述下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet关断预设时间间隔后所述下管mosfet导通，所述下管mosfet关断时所述上管mosfet导通。
可选的，所述输出对应时序的3路PWM信号控制所述上管mosfet和所述下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet关断预设时间间隔后所述下管mosfet导通，所述下管mosfet关断时所述上管mosfet导通，包括：
第一路PWM信号和第二路PWM信号通过或门电路生成第一输出信号；
所述第一输出信号和第三路PWM信号通过第一与门电路生成第二输出信号；
所述第一路PWM信号通过第二与门电路生成第三输出信号；
所述第二输出信号和所述第三输出信号通过预设芯片生成上管mosfet驱动信号和下管mosfet驱动信号。
可选的，所述预设芯片具体为IR2104STRPBF芯片。
可选的，所述判断所述电流值是否大于第一阈值之后，还包括：
若所述电流值不大于所述第一阈值，则判断所述电流值是否小于第二阈值；其中，所述第二阈值小于所述第一阈值；
若所述电流值小于所述第二阈值，则输出对应时序的所述预设数量的PWM信号控制所述上管mosfet间隔导通，所述下管mosfet关断，使所述太阳能充电控制器工作在断续模式。
本发明还提供了一种上下管mosfet的控制装置，包括：
获取模块，用于获取充电电流的电流值；
第一判断模块，用于判断所述电流值是否大于第一阈值；
第一PWM输出模块，用于若所述电流值大于所述第一阈值，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet和所述下管mosfet不同时导通，使所述太阳能充电控制器工作在连续模式。
可选的，所述第一PWM输出模块，包括：
PWM输出子模块，用于输出对应时序的3路PWM信号控制所述上管mosfet和所述下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet关断预设时间间隔后所述下管mosfet导通，所述下管mosfet关断时所述上管mosfet导通。
可选的，该装置还包括：
第二判断模块，用于若所述电流值不大于所述第一阈值，则判断所述电流值是否小于第二阈值；其中，所述第二阈值小于所述第一阈值；
第二PWM输出模块，用于若所述电流值小于所述第二阈值，则输出对应时序的所述预设数量的PWM信号控制所述上管mosfet间隔导通，所述下管mosfet关断，使所述太阳能充电控制器工作在断续模式。
此外，本发明还提供了一种太阳能充电控制器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的上下管mosfet的控制方法的步骤。
本发明所提供的一种上下管mosfet的控制方法，包括：获取充电电流的电流值；判断电流值是否大于第一阈值；若是，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet和下管mosfet不同时导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式；
可以，本发明通过软件输出预设数量的PWM信号，可以控制太阳能充电控制器的上下管mosfet的导通和关断，有效的降低了下管mosfet续流时的温升，减少了太阳能充电控制器的成本，提高了用户体验。此外，本发明还提供了一种上下管mosfet的控制装置及太阳能充电控制器，同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种上下管mosfet的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的一种上下管mosfet的控制方法的mosfet的结构图；
图3为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的流程图；
图4为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的PWM信号的输出示意图；
图5为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的PWM信号的时序图；
图6为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的或门与门硬件电路的示意图；
图7为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的或门与门硬件电路输出信号的时序图；
图8为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的预设芯片电路的示意图；
图9为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的预设芯片电路输出驱动信号的时序图；
图10为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的断续模式的时序图；
图11为本发明实施例所提供的一种上下管mosfet的控制装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种上下管mosfet的控制方法的流程图。该方法可以包括：
步骤101：获取充电电流的电流值。
可以理解的是，本实施例的目的可以为太阳能充电控制器中如单片机的处理器在确定充电电流大于第一阈值时，通过输出对应时序的预设数量的PWM信号，控制太阳能充电控制器工作在连续模式。
具体的，对于本步骤中处理器获取充电电流的电流值的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，可以采用与现有技术相同或相似的方式实现，如可以通过利用扰动法寻找的最大功率点，获取充电电流的电流值。只要可以获取充电电流的电流值，本实施例对此不做任何限制。
步骤102：判断电流值是否大于第一阈值；若是，则进入步骤103。
其中，本步骤中的第一阈值可以为预先设置的确定太阳能充电控制器是否需要工作在连续模式的电流值，即当充电电流的电流值大于第一阈值时，确定太阳能充电控制器需要工作在连续模式。
具体的，对于第一阈值的具体数值设置，可以由设计人员或用户根据实用场景和用户需求自行设置，如可以设置为17A，本实施例对此不做任何限制。
需要说明的是，本步骤的目的可以为通过判断充电电流的电流值是否大于第一阈值，确定太阳能充电控制器是否需要工作在连续模式，以当电流值大于第一阈值时，可以确定太阳能充电控制器需要工作在连续模式，可以通过步骤103，使太阳能充电控制器工作在连续模式。对于电流值不大于第一阈值的情况，可以直接继续保持太阳能充电控制器的工作模式；也可以判断电流值是否小于其他阈值，以使太阳能充电控制器工作在其他模式，如可以判断电流值是否小于第二阈值，当电流值不大于第一阈值且大于第二阈值时，继续保持太阳能充电控制器的工作模式，当电流值小于第二阈值时，处理器可以输出对应时序的预设数量的PWM信号控制上管mosfet间隔导通，下管mosfet关断，使太阳能充电控制器工作在断续模式。本实施例对此不做任何限制。
步骤103：输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet和下管mosfet不同时导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式。
可以理解的是，本步骤的目的可以为太阳能充电控制器中如单片机的处理器通过输出预设数量的PWM信号，控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet和下管mosfet不同时导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式。
其中，对于本步骤中的预设数量及对应时序的具体设置，即处理器输出的PWM信号的具体数量及每路PMW信号的具体时序，可以由设计人员自行设置，只要可以通过输出的对应时序的预设数量的PWM信号，对应控制太阳能充电控制器的上下管mosfet的导通和关断，使太阳能充电控制器工作在连续模式。本实施例对此不做任何限制。
需要说明的是，本步骤中上管mosfet或下管mosfet的间隔导通可以为上管mosfet或下管mosfet间隔保持导通状态和关断状态，不会持续保持导通状态或关断状态，即上管mosfet和下管mosfet在导通一定时间后会关断，且在关断一定时间后会导通。对于上管mosfet和下管mosfet的导通时间，可以由设计人员自行设置，如处理器可以根据太阳光的强度，通过预设数量的PWM信号
对应的，考虑到上下管mosfet死区的设置，本步骤可以为处理器输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet关断预设时间间隔后下管mosfet导通，下管mosfet关断时上管mosfet导通。其中，预设时间间隔可以为上管mosfet和上管mosfet均关断的死区时间。对于预设时间间隔的具体时间设置，可以由设计人员或用户自行设置，如可以根据mosfet的规格对应进行设置。本实施例对此不做任何限制。
可以理解的是，对于处理器通过输出预设数量的PWM信号，控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet的导通和关断的具体方式，可以由设计人员自行设置，如可以将输出的预设数量的PWM信号经过硬件线路或门与门后，输入到对上管mosfet和下管mosfet进行驱动的如IR2104STRPBF芯片的预设芯片，使预设芯片生成上管mosfet驱动信号和下管mosfet驱动信号，通过将上管mosfet驱动信号和下管mosfet驱动信号分别输入到上管mosfet的下管mosfet如图2所示的G极，控制上管mosfet和下管mosfet的导通和关断。只要处理器可以通过输出预设数量的PWM信号，控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet的导通和关断。本实施例对此不做任何限制。
本实施例中，本发明实施例通过软件输出预设数量的PWM信号，可以控制太阳能充电控制器的上下管mosfet的导通和关断，有效的降低了下管mosfet续流时的温升，减少了太阳能充电控制器的成本，提高了用户体验。
基于上述实施例，为了进一步提升对太阳能充电控制器的上下管mosfet的控制效果，本实施例所提供的方法还可以控制太阳能充电控制器工作在断续模式。请参考图3，图3为本发明实施例所提供的另一种上下管mosfet的控制方法的流程图。该方法可以包括：
步骤201：获取充电电流的电流值。
步骤202：判断电流值是否大于第一阈值；若是，则进入步骤203；若否，则进入步骤204。
其中，步骤201和步骤202与步骤101和步骤102相似，在此不再赘述。
步骤203：输出对应时序的3路PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet关断预设时间间隔后下管mosfet导通，下管mosfet关断时上管mosfet导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式。
可以理解的是，本步骤中的预设时间间隔可以为太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均关断的死区时间。对于预设时间间隔的具体时间设置，可以由设计人员或用户自行设置，如可以根据mosfet的规格对应进行设置。本实施例对此不做任何限制。
需要说明的是，本步骤可以为如单片机的处理器通过输出3路PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet关断预设时间间隔后下管mosfet导通，下管mosfet关断时上管mosfet导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式。对于输出的3路PWM信号的具体时序和控制方式，可以由设计人员自行设置，只要处理器可以通过输出的3路PWM信号达到上述控制效果，本实施例对此不做任何限制。
具体的，如图4所示，处理器(U1)输出的3路PWM信号包括第一路PWM信号(PWMH1)、第二路PWM信号(PWMH2)和第三路PWM信号(PWML1)，3路PWM信号的具体时序如图5所示；如图6所示，PWMH1和PWMH2通过或门电路生成第一输出信号，第一输出信号和PWML1通过第一与门电路生成第二输出信号(SD)，PWMH1通过第二与门电路生成第三输出信号(PWM)，SD和PWM的具体时序如图7所示；如图8所示，SD和PWM通过IR2104STRPBF芯片(U2)后生成上管mosfet驱动信号(HO.DRV)和下管mosfet驱动信号(LO.DRV)，HO.DRV和LO.DRV的具体时序如图9所示；通过将HO.DRV输入到上管mosfet的如图2所示的G极，将LO.DRV输出到下管mosfet如图2所示的G极，控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet关断1.5us后下管mosfet导通，下管mosfet关断时上管mosfet导通，以通过下管mosfet的导通降低温升。
步骤204：判断电流值是否小于第二阈值；若是，则进入步骤205；其中，第二阈值小于第一阈值。
其中，本步骤中的第二阈值可以为预先设置的确定太阳能充电控制器是否需要工作在断续模式的电流值，即当充电电流的电流值小于第二阈值时，确定太阳能充电控制器需要工作在断续模式。
具体的，对于第二阈值的具体数值设置，可以由设计人员或用户根据实用场景和用户需求自行设置，如可以设置为15A，本实施例对此不做任何限制。
需要说明的是，本步骤的目的可以为通过判断充电电流的电流值是否小于第二阈值，确定太阳能充电控制器是否需要工作在断续模式，以当电流值小于第一阈值时，可以确定太阳能充电控制器需要工作在断续模式，可以通过步骤205，使太阳能充电控制器工作在断续模式。对于电流值不小于第二阈值的情况，可以直接继续保持太阳能充电控制器的工作模式；也可以判断电流值是否处于第二阈值和第一阈值之间的其他范围，以使太阳能充电控制器工作在其他模式。本实施例对此不做任何限制。
步骤205：输出对应时序的3路PWM信号控制上管mosfet间隔导通，下管mosfet关断，使太阳能充电控制器工作在断续模式。
需要说明的是，本步骤可以为如单片机的处理器通过输出3路PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet间隔导通，下管mosfet关断，使太阳能充电控制器工作在断续模式。对于输出的3路PWM信号的具体时序和控制方式，可以由设计人员自行设置，只要处理器可以通过输出的3路PWM信号达到上述控制效果，本实施例对此不做任何限制。
具体的，如图4所示，处理器(U1)输出的3路PWM信号包括第一路PWM信号(PWMH1)、第二路PWM信号(PWMH2)和第三路PWM信号(PWML1)，3路PWM信号的具体时序如图10所示；如图6所示，PWMH1和PWMH2通过或门电路生成第一输出信号，第一输出信号和PWML1通过第一与门电路生成第二输出信号(SD)，PWMH1通过第二与门电路生成第三输出信号(PWM)，SD和PWM的具体时序如图10所示；如图8所示，SD和PWM通过IR2104STRPBF芯片(U2)后生成上管mosfet驱动信号(HO.DRV)和下管mosfet驱动信号(LO.DRV)，HO.DRV和LO.DRV的具体时序如图10所示；通过将HO.DRV输入到上管mosfet的如图2所示的G极，将LO.DRV输出到下管mosfet如图2所示的G极，控制太阳能充电控制器的上管mosfet间隔导通，下管mosfet关断，以通过不导通下管mosfet，防止太阳能充电控制器工作在断续模式时，电池正负极短路烧坏mosfet。
本实施例中，本发明实施例通过判断电流值是否小于第二阈值，可以确定太阳能充电控制器是否需要工作在断续模式；通过输出对应的3路PWM信号控制上管mosfet间隔导通，下管mosfet关断，使太阳能充电控制器工作在断续模式，可以持续关断下管mosfet，避免炸机的情况发生。
请参考图11，图11为本发明实施例所提供的一种上下管mosfet的控制装置的结构图。该装置可以包括：
获取模块100，用于获取充电电流的电流值；
第一判断模块200，用于判断电流值是否大于第一阈值；
第一PWM输出模块300，用于若电流值大于第一阈值，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet和下管mosfet不同时导通，使太阳能充电控制器工作在连续模式。
可选的，第一PWM输出模块300，可以包括：
PWM输出子模块，用于输出对应的3路PWM信号控制上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且上管mosfet关断预设时间间隔后下管mosfet导通，下管mosfet关断时上管mosfet导通。
可选的，该装置还可以包括：
第二判断模块，用于若电流值不大于第一阈值，则判断电流值是否小于第二阈值；
第二PWM输出模块，用于若电流值小于第二阈值，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制上管mosfet间隔导通，下管mosfet关断，使太阳能充电控制器工作在断续模式。
本实施例中，本发明实施例通过第一PWM输出模块300输出预设数量的PWM信号，可以控制太阳能充电控制器的上下管mosfet的导通和关断，有效的降低了下管mosfet续流时的温升，减少了太阳能充电控制器的成本，提高了用户体验。
此外，本发明实施例还提供了一种太阳能充电控制器，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序时实现如上述任一实施例所提供的上下管mosfet的控制方法的步骤。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置及太阳能充电控制器而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的上下管mosfet的控制方法、装置及太阳能充电控制器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种上下管mosfet的控制方法，其特征在于，包括：
获取充电电流的电流值；
判断所述电流值是否大于第一阈值；
若是，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet和所述下管mosfet不同时导通，使所述太阳能充电控制器工作在连续模式；
若所述电流值不大于所述第一阈值，则判断所述电流值是否小于第二阈值；其中，所述第二阈值小于所述第一阈值；
若所述电流值小于所述第二阈值，则输出对应时序的所述预设数量的PWM信号控制所述上管mosfet间隔导通，所述下管mosfet关断，使所述太阳能充电控制器工作在断续模式；
所述输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet和所述下管mosfet不同时导通，包括：
输出对应的3路PWM信号控制所述上管mosfet和所述下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet关断预设时间间隔后所述下管mosfet导通，所述下管mosfet关断时所述上管mosfet导通。
2.根据权利要求1所述的上下管mosfet的控制方法，其特征在于，所述输出对应时序的3路PWM信号控制所述上管mosfet和所述下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet关断预设时间间隔后所述下管mosfet导通，所述下管mosfet关断时所述上管mosfet导通，包括：
第一路PWM信号和第二路PWM信号通过或门电路生成第一输出信号；
所述第一输出信号和第三路PWM信号通过第一与门电路生成第二输出信号；
所述第一路PWM信号通过第二与门电路生成第三输出信号；
所述第二输出信号和所述第三输出信号通过预设芯片生成上管mosfet驱动信号和下管mosfet驱动信号。
3.根据权利要求2所述的上下管mosfet的控制方法，其特征在于，所述预设芯片具体为IR2104STRPBF芯片。
4.一种上下管mosfet的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取充电电流的电流值；
第一判断模块，用于判断所述电流值是否大于第一阈值；
第一PWM输出模块，用于若所述电流值大于所述第一阈值，则输出对应时序的预设数量的PWM信号控制太阳能充电控制器的上管mosfet和下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet和所述下管mosfet不同时导通，使所述太阳能充电控制器工作在连续模式；
还包括：
第二判断模块，用于若所述电流值不大于所述第一阈值，则判断所述电流值是否小于第二阈值；其中，所述第二阈值小于所述第一阈值；
第二PWM输出模块，用于若所述电流值小于所述第二阈值，则输出对应时序的所述预设数量的PWM信号控制所述上管mosfet间隔导通，所述下管mosfet关断，使所述太阳能充电控制器工作在断续模式；
所述第一PWM输出模块，包括：
PWM输出子模块，用于输出对应时序的3路PWM信号控制所述上管mosfet和所述下管mosfet均间隔导通，且所述上管mosfet关断预设时间间隔后所述下管mosfet导通，所述下管mosfet关断时所述上管mosfet导通。
5.一种太阳能充电控制器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述的上下管mosfet的控制方法的步骤。
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