CN110596562A - 一种检测mos管的状态的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测MOS管的状态的方法和系统，涉及电子领域。所述方法包括：控制电压电路，按照预设的顺序为多个MOS管的栅极施加脉冲电压，判断母线上是否有电流，根据母线上电流的情况，确定多个上臂MOS管和多个下臂MOS管的状态，母线上电流的大小由多个上臂MOS管和多个下臂MOS管导通时间的长短决定。本发明的方案不但不需要单独的检测电路，并且检测电流很小，检测时间较短，在保证了检测MOS管状态准确的同时又不损失MOS管的使用寿命，整个检测MOS管的方法全部基于已有电路结构实现，不但简单快捷，且成本低廉兼容性强。

Description

一种检测MOS管的状态的方法和系统

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是一种检测MOS管的状态的方法和系统。

背景技术

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机，又称无换向器电机，十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。上世纪中叶诞生了晶体管，因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了，这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。

目前比较广泛应用的直流无刷电机为三相直流无刷电机，而控制三相直流无刷电机启动和转动的是驱动电路，现有的控制三相直流无刷电机的驱动电路一般由多个MOS管组成，而MOS管是该驱动电路中的核心器件，MOS管的损坏会对电机控制产生严重的影响，轻则电机无法正常运转，重则会造成短路，烧毁电机或者电路板，因此在电机运行前对MOS管进行检测至关重要。

目前对于MOS管进行自检的方法不但需要复杂的检测电路，并且检测时间较长，不但会影响电机的使用，还造成用户时间成本增加，再者现有检测MOS管的方法对MOS管的使用寿命影响严重，从而更加大了用户的使用成本，导致用户使用感极差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种检测MOS管的状态的方法和系统，解决了上述问题。

本发明实施例提供了一种检测MOS管的状态的方法，所述方法应用于MCU，所述MCU与驱动电路的母线和电压电路分别连接；所述驱动电路包括：多个MOS管，所述多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；所述电压电路用于为所述多个MOS管提供栅极电压，所述MCU控制所述电压电路为所述多个MOS管的栅极提供脉冲电压，所述MCU通过控制所述脉冲电压的脉冲宽度，使得所述多个MOS管产生的电流小于完全导通时的电流；所述方法包括：

控制所述电压电路，按照预设的顺序为所述多个MOS管的栅极施加所述脉冲电压；

判断所述母线上是否有电流；

根据所述母线上电流的情况，确定所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管的状态，所述母线上电流的大小由所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管导通时间的长短决定。

可选地，所述MOS管的状态包括：短路状态，所述方法还包括：

控制所述电压电路为所述多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；

针对所述多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管，执行步骤：

在所述电压电路为该上臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该上臂MOS管连接的下臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态；

控制所述电压电路为所述多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；

针对所述多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管，执行步骤：

在所述电压电路为该下臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该下臂MOS管连接的上臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态。

可选地，所述驱动电路用于驱动电机，所述MOS管的状态还包括：开路状态，所述方法还包括：

控制所述电压电路按照所述电机绕组的相序，为所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中所述电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供所述脉冲电压；

针对所述电机绕组同一相对应的MOS管组合，执行步骤：

在所述电压电路为该同一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；

在所述母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在所述母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1，所述状态数据位为所述MCU中表示所述母线上电流状态的数据位，其中0表示所述母线上为有电流状态，1表示所述母线上为没有电流状态；

根据所述电压电路按照所述电机绕组的相序，针对每一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时得到的所述状态数据位，确定所述状态数据位的组合；

根据所述状态数据位的组合，得到所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

可选地，判断所述母线上是否有电流，包括：

在所述母线上的电流在预设时间内达到预设电流值的情况下，确定所述母线上有电流；

在所述母线上的电流在所述预设时间内未达到所述预设电流值的情况下，确定所述母线上没有电流。

可选地，所述MOS管开路状态的判断标准为：在所述电压电路为所述电机绕组同一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时，所述母线上没有电流的情况下，确定所述电机绕组同一相对应的所述多个上臂MOS管中的MOS管，或者所述多个下臂MOS管中的MOS管处于开路状态。

可选地，根据所述状态数据位的组合，得到所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态，包括：

根据所述状态数据位的组合，生成状态值；

调用预先存储的状态表，所述状态表为所述MCU中存储的状态值与所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管开路状态的对照表；

根据所述状态值和所述状态表，确定所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中处于开路状态的MOS管。

本发明实施例还提供了一种检测MOS管的状态的系统，所述系统包括：电压电路、驱动电路以及MCU，所述MCU与所述驱动电路的母线和所述电压电路分别连接；所述驱动电路包括：多个MOS管，所述多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；所述电压电路用于为所述多个MOS管提供栅极电压，所述MCU控制所述电压电路为所述多个MOS管的栅极提供脉冲电压，所述MCU通过控制所述脉冲电压的脉冲宽度，使得所述多个MOS管产生的电流小于完全导通时的电流；所述MCU包括以下模块：

控制电压模块，用于控制所述电压电路，按照预设的顺序为所述多个MOS管的栅极施加所述脉冲电压；

判断模块，用于判断所述母线上是否有电流；

确定状态模块，用于根据所述母线上电流的情况，确定所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管的状态，所述母线上电流的大小由所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管导通时间的长短决定。

可选地，所述MOS管的状态包括：短路状态，所述MCU还包括：

逐一提供电压模块，用于控制所述电压电路为所述多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；还用于控制所述电压电路为所述多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；

逐一提供电压模块包括：

上臂判断确定子模块，用于在所述电压电路为该上臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该上臂MOS管连接的下臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态；

下臂判断确定子模块，用于在所述电压电路为该下臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该下臂MOS管连接的上臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态。

可选地，所述驱动电路用于驱动电机，所述MOS管的状态还包括：开路状态，所述MCU还包括：

相序提供电压模块，用于控制所述电压电路按照所述电机绕组的相序，为所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中所述电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供所述脉冲电压；

相序提供电压模块包括：

判断电流子模块，用于在所述电压电路为该同一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；

状态数据位子模块，用于在所述母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在所述母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1，所述状态数据位为所述MCU中表示所述母线上电流状态的数据位，其中0表示所述母线上为有电流状态，1表示所述母线上为没有电流状态；

确定组合模块，用于根据所述电压电路按照所述电机绕组的相序，针对每一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时得到的所述状态数据位，确定所述状态数据位的组合；

组合开路状态，用于根据所述状态数据位的组合，得到所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

可选地，所述判断模块包括：

第一确定子模块，用于在所述母线上的电流在预设时间内达到预设电流值的情况下，确定所述母线上有电流；

第二确定子模块，用于在所述母线上的电流在所述预设时间内未达到所述预设电流值的情况下，确定所述母线上没有电流。

采用本发明的方案，MCU控制电压电路为MOS管提供低于MOS管正常导通时的栅极电压，以驱动电路的母线上是否有电流来确定MOS管状态。本发明的方法不但不需要单独的检测电路，并且检测电流很小，在保证了检测MOS管状态准确的同时又不会导致MOS管的使用寿命受损，整个检测MOS管的方法全部基于已有电路结构实现，不但简单快捷，且成本低廉兼容性强。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例一种检测MOS管的状态的方法的流程图；

图2是本发明实施例驱动电路示意图；

图3是本发明实施例状态表的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，并不用于限定本发明。

发明人发现，现有对MOS管进行检测的方法有两种：第一种方法是：采用单独的检测电路对MOS管进行检测；第二种方法是：利用单独的设备提供大电流对MOS管进行检测。

上述第一种方法的缺点是需要增加额外的硬件电路，并重新接线，不但成本较高，并且耽误时间；上述第二种方法的缺点是大电流对MOS的使用寿命影响很大，每次电机运行前都采用大电流进行检测，极大的缩短了MOS管的使用寿命，无形中造成成本增加，并且每次检测也需要接线，同样会耽误时间。

基于以上问题，发明人经过深入研究，结合驱动电路和MOS管的特点，经过大量实地测试和仿真计算，大胆地、创造性的提出本发明的检测方法，利用现有的电路结构，不需额外增加电路，并且采用小电流来对MOS管进行检测，完美的解决了上述问题，并且检测过程用时较少，检测成本较低且兼容性很强。以下对发明人提出的解决方案进行详细解释和说明。

参照图1，示出了本发明实施例一种检测MOS管的状态的方法的流程图，该方法应用于MCU，MCU与驱动电路的母线和电压电路分别连接；驱动电路包括：多个MOS管，多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；电压电路用于为多个MOS管提供栅极电压，MCU控制电压电路为多个MOS管的栅极提供脉冲电压，MCU通过控制脉冲电压的脉冲宽度，使得多个MOS管产生的电流小于完全导通时的电流；检测MOS管的状态的方法的步骤包括：

步骤101：控制电压电路，按照预设的顺序为多个MOS管的栅极施加脉冲电压；

本发明实施例中，MOS管的状态分为短路状态和开路状态，检测MOS管状态的方法是基于驱动电路的，驱动电路包括：多个MOS管，多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；而驱动电路的母线与MCU连接，通过该母线MCU可以检测到母线上的电流，同时MCU与电压电路连接，电压电路用于为多个MOS管提供栅极电压。驱动电路与电机的绕组连接，以为电机绕组提供电流，达到启动电机和控制电机转向的目的。

一般情况下，MCU控制电压电路按照一定的顺序为多个MOS管提供栅极电压，使得多个MOS管按照一定顺序导通，从而使得电机绕组产生电流，最终达到电机启动和沿正时针(或者逆时针)转动的目的。

MCU也可以控制电压电路按照一定的顺序为多个MOS管的栅极提供脉冲电压，一般情况下，电机线圈的电感两端电流不能突变，利用该原理，MOS管被导通后受到电机线圈电感的影响，驱动电路上的电流并不会立马达到最大而是逐渐上升，在电流逐渐增大期间MCU会实时检测电流，当电流达到阈值后再关闭MOS管，这样驱动电路上的电流就会停止上升，并逐渐降为0，这样MCU就可以通过控制脉冲电压的脉冲宽度，来控制MOS管的电流大小，使得MOS管产生的电流小于其完全导通时的电流。

步骤102：判断母线上是否有电流；

本发明实施例中，根据驱动电路结构，当MOS管按照一定顺序导通时，驱动电路的母线上会产生电流，该电流可以被MCU检测到，因此MCU可以判断出母线上是否有电流，其中判断标准为：在母线上的电流在预设时间内达到预设电流值的情况下，确定母线上有电流；在母线上的电流在预设时间内未达到预设电流值的情况下，确定母线上没有电流。

例如：假设预设时间为1s(秒)，预设电流为3A(安培)，那么如果MCU检测到母线上的电流在1s内达到3A，则认定母线上有电流；如果MCU检测到母线上的电流在1s内没有达到3A，则认定母线上没有电流。

步骤103：根据母线上电流的情况，确定多个上臂MOS管和多个下臂MOS管的状态，母线上电流的大小由多个上臂MOS管和多个下臂MOS管导通时间的长短决定。

可选地，本发明实施例中，根据母线上电流的情况，就可以确定多个MOS管的状态，根据驱动电路结构，母线上电流的大小由多个上臂MOS管和多个下臂MOS管导通时间的长短决定，导通时间越长，母线上电流就越大，直到MOS管完全导通，母线上电流不再增大。

例如：如图2所示的驱动电路示意图，该驱动电路为三相直流无刷电机的驱动电路，其中Q1、Q2、Q3为上臂MOS管，Q4、Q5、Q6为下臂MOS管，W CURRENT为驱动电路母线电流，HO1～HO3、LO1～LO3是电压电路为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的栅极提供脉冲电压，当Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6按照一定的顺序导通时，W CURRENT上会产生电流，该电流会被MCU检测到。

下面就如何检测MOS管的短路状态和开路状态，做详细说明。

检测MOS管短路状态的方法包括如下步骤：

控制电压电路为多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压，具体分为：

针对多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管，执行如下步骤：

S1：在电压电路为该上臂MOS管的栅极提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流；在母线上有电流的情况下，确定与该上臂MOS管连接的下臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态；

本发明实施例中，MCU控制电压电路为多个上臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压，每一个上臂MOS管接收到脉冲电压时该MOS管会导通，假若驱动电路有通路，MOS管都会产生电流，即，若是与该上臂MOS管连接的下臂MOS管是短路状态，那么驱动电路母线上就会产生电流，该电流会被MCU检测到。

例如：如图2所示的驱动电路示意图，该驱动电路为三相直流无刷电机的驱动电路，其中Q1、Q2、Q3为上臂MOS管，Q4、Q5、Q6为下臂MOS管，W CURRENT为驱动电路母线电流，VCC为驱动电路工作电源，R24与C45组成滤波回路，为驱动电路滤波。当MCU控制电压电路为Q1的栅极提供脉冲电压时Q1导通，若是Q4正常，不是短路状态，由于驱动电路没有通路，那么W CURRENT上不会产生电流，若是Q4不正常，是短路状态，则驱动电路形成VCC-Q1-Q4-R24的通路，那么W CURRENT上就会产生电流，该电流会被MCU检测到，即，确定MOS管Q4是短路状态，Q4损坏不能使用，需要更换。

同理，当MCU控制电压电路为Q2的栅极提供脉冲电压时Q2导通，若是Q5正常，不是短路状态，由于驱动电路没有通路，那么W CURRENT上不会产生电流，若是Q5不正常，是短路状态，则驱动电路形成VCC-Q2-Q5-R24的通路，那么W CURRENT上就会产生电流，该电流会被MCU检测到，即，确定MOS管Q5是短路状态，Q5损坏不能使用，需要更换。

当MCU控制电压电路为Q3的栅极提供脉冲电压时Q3导通，若是Q6正常，不是短路状态，由于驱动电路没有通路，那么W CURRENT上不会产生电流，若是Q6不正常，是短路状态，则驱动电路形成VCC-Q3-Q6-R24的通路，那么W CURRENT上就会产生电流，该电流会被MCU检测到，即，确定MOS管Q6是短路状态，Q6损坏不能使用，需要更换。

在确定完每个下臂MOS管的是否为短路状态后，需要确定上臂MOS管的状态。控制电压电路为多个下臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压；针对多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管，执行如下步骤：

S2：在电压电路为该下臂MOS管的栅极提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流；在母线上有电流的情况下，确定与该下臂MOS管连接的上臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态。

本发明实施例中，与MCU控制电压电路为多个上臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压的方法相同，每一个下臂MOS管接收到脉冲电压时，假若驱动电路有通路，MOS管都会产生电流，即，若是与该下臂MOS管连接的上臂MOS管是短路状态，那么驱动电路母线上就会产生电流，该电流会被MCU检测到。

例如：如图2所示的驱动电路示意图，该驱动电路为三相直流无刷电机的驱动电路，其中Q1、Q2、Q3为上臂MOS管，Q4、Q5、Q6为下臂MOS管，W CURRENT为驱动电路母线电流，VCC为驱动电路工作电源，R24与C45组成滤波回路，为驱动电路滤波。当MCU控制电压电路为Q4的栅极提供脉冲电压时Q4导通，若是Q1正常，不是短路状态，由于驱动电路没有通路，那么W CURRENT上不会产生电流，若是Q1不正常，是短路状态，则驱动电路形成VCC-Q1-Q4-R24的通路，那么W CURRENT上就会产生电流，该电流会被MCU检测到，即，确定MOS管Q1是短路状态，Q1损坏不能使用，需要更换。

同理，当MCU控制电压电路为Q5的栅极提供脉冲电压时Q5导通，若是Q2正常，不是短路状态，由于驱动电路没有通路，那么W CURRENT上不会产生电流，若是Q2不正常，是短路状态，则驱动电路形成VCC-Q2-Q5-R24的通路，那么W CURRENT上就会产生电流，该电流会被MCU检测到，即，确定MOS管Q2是短路状态，Q2损坏不能使用，需要更换。

当MCU控制电压电路为Q6的栅极提供脉冲电压时Q6导通，若是Q3正常，不是短路状态，由于驱动电路没有通路，那么W CURRENT上不会产生电流，若是Q3不正常，是短路状态，则驱动电路形成VCC-Q3-Q6-R24的通路，那么W CURRENT上就会产生电流，该电流会被MCU检测到，即，确定MOS管Q3是短路状态，Q3损坏不能使用，需要更换。

需要说明的是，上述过程可以颠倒，即，可以先控制电压电路为每个下臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压来判断上臂MOS管的状态，再控制电压电路为每个上臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压来判断下臂MOS管的状态。

采用上述方案，可以快速的判断出MOS管是否处于短路状态，十分简单快捷，而且没有额外增加电路，用于检测MOS管的电流也很小，既保证了检测MOS管的短路状态的正确性，又保证了MOS管的使用寿命。

可选地，检测开路状态的方法包括如下步骤：

控制电压电路按照电机绕组的相序，为多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供脉冲电压；针对电机绕组同一相对应的MOS管组合，执行步骤：

X1：在电压电路为该同一相对应的MOS管组合提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流。

本发明实施例中，因为驱动电路用于驱动电机，因此在确定MOS管开路状态时，可以控制电压电路按照电机绕组的相序，为电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供脉冲电压，按照电机启动所需MOS管的通电顺序来实现。当然也可以不按照电机启动所需MOS管的通电顺序来判断，只要保证同一相对应的MOS管组合在同一时刻被导通，再全部轮询一遍，也可以确定MOS管是否为开路状态。

确定MOS管是否为开路状态的具体方案是：在电压电路为电机绕组同一相对应的MOS管组合提供脉冲电压，即为MOS管通电时，判断母线上是否有电流。

例如：如图2所示的驱动电路示意图，该驱动电路为三相直流无刷电机的驱动电路，其中Q1、Q2、Q3为上臂MOS管，Q4、Q5、Q6为下臂MOS管，W CURRENT为驱动电路母线电流，VCC为驱动电路工作电源，R24与C45组成滤波回路，为驱动电路滤波，Q1源极接电机绕组U相、Q2源极接电机绕组V相、Q3源极接电机绕组W相，U相对应的MOS管组合为Q1Q5、Q1Q6；V相对应的MOS管组合为Q2Q4、Q2Q6；W相对应的MOS管组合为Q3Q4、Q3Q5，假设按照UV-UW-VU-VW-WU-WV的顺序进行MOS管开路状态轮询检测，则对应的MOS管组合通电顺序即为：Q1Q5-Q1Q6-Q2Q4-Q2Q6-Q3Q4-Q3Q5。

在电压电路为Q1Q5提供低脉冲电压时，判断母线上是否有电流，之后在电压电路为Q1Q6提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流，之后在电压电路为Q2Q4提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流，之后在电压电路为Q2Q6提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流，之后在电压电路为Q3Q4提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流，之后在电压电路为Q3Q5提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流。

X2：在母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1，状态数据位为MCU中表示母线上电流状态的数据位，其中0表示母线上为有电流状态，1表示母线上为没有电流状态。

X3：根据电压电路按照电机绕组的相序，针对每一相对应的MOS管组合提供脉冲电压时得到的状态数据位，确定状态数据位的组合；

本发明实施例中，MCU在检测到驱动电路的母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在检测到驱动电路的母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1。其中状态数据位为MCU中表示母线上电流状态的数据位，其中0表示母线上为有电流状态，1表示母线上为没有电流状态。

每一相对应的MOS管组合提供脉冲电压时都得到一个状态数据位，一共可以得到6个数据位，根据这6个数据位，可以得到数据位组合。

例如：如图2所示的驱动电路示意图，该驱动电路为三相直流无刷电机的驱动电路，其中Q1、Q2、Q3为上臂MOS管，Q4、Q5、Q6为下臂MOS管，W CURRENT为驱动电路母线电流，VCC为驱动电路工作电源，R24与C45组成滤波回路，为驱动电路滤波，Q1源极接电机绕组U相、Q2源极接电机绕组V相、Q3源极接电机绕组W相，U相对应的MOS管组合为Q1Q5、Q1Q6；V相对应的MOS管组合为Q2Q4、Q2Q6；W相对应的MOS管组合为Q3Q4、Q3Q5，假设按照UV-UW-VU-VW-WU-WV的顺序进行MOS管开路状态轮询检测，则对应的MOS管组合通电顺序即为：Q1Q5-Q1Q6-Q2Q4-Q2Q6-Q3Q4-Q3Q5。

在电压电路为Q1Q5提供脉冲电压时Q1Q5都导通，判断母线上是否有电流，若Q1Q5都正常，都不为开路状态，那么母线上会有电流，MCU控制状态数据位置0，若Q1Q5中有任意一个MOS管为开路状态，那么母线上没有电流，MCU控制状态数据位置1；之后在电压电路为Q1Q6提供脉冲电压时Q1Q6都导通，判断母线上是否有电流，若Q1Q6都正常，都不为开路状态，那么母线上会有电流，MCU控制状态数据位置0，若Q1Q6中有任意一个MOS管为开路状态，那么母线上没有电流，MCU控制状态数据位置1；之后在电压电路为Q2Q4提供脉冲电压时Q2Q4都导通，判断母线上是否有电流，若Q2Q4都正常，都不为开路状态，那么母线上有电流，那么MCU控制状态数据位置0，若Q2Q4中有任意一个MOS管为开路状态，那么母线上没有电流，MCU控制状态数据位置1；之后在电压电路为Q2Q6提供脉冲电压时Q2Q6都导通，判断母线上是否有电流，若Q2Q6都正常，都不为开路状态，那么母线上有电流，MCU控制状态数据位置0，若Q2Q6中有任意一个MOS管为开路状态，那么母线上没有电流，MCU控制状态数据位置1；之后在电压电路为Q3Q4提供脉冲电压时Q3Q4都导通，判断母线上是否有电流，若Q3Q4都正常，都不为开路状态，那么母线上有电流，MCU控制状态数据位置0，若Q3Q4中有任意一个MOS管为开路状态，那么母线上没有电流，MCU控制状态数据位置1；之后在电压电路为Q3Q5提供脉冲电压时Q3Q5都导通，判断母线上是否有电流，若Q3Q5都正常，都不为开路状态，那么母线上有电流，MCU控制状态数据位置0，若Q3Q5中有任意一个MOS管为开路状态，那么母线上没有电流，MCU控制状态数据位置1。

每一相对应的MOS管组合提供脉冲电压时都得到一个状态数据位，一共可以得到6个数据位，根据这6个数据位，可以得到数据位组合，假设规定按照通电顺序的先后确定数据位组合的高、低位，即，先通电的为数据位组合的最低位，最后通电的为数据位组合的最高位。假设按照Q1Q5-Q1Q6-Q2Q4-Q2Q6-Q3Q4-Q3Q5这个顺序通电得到的数据状态位为：1-1-0-0-0-0，那么确定出的状态数据位的组合为：000011。

X4：根据状态数据位的组合，得到多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

本发明实施例中，确定好状态数据位的组合后，根据状态数据位的组合，就可以得到多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

可选地，步骤X4具体包括：

步骤X4a：根据状态数据位的组合，生成状态值。

步骤X4b：调用预先存储的状态表，状态表为MCU中存储的状态值与多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中的MOS管开路状态的对照表。

步骤X4c：根据状态值和状态表，确定多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中处于开路状态的MOS管。

本发明实施例中，在确定好状态数据位的组合后，可以根据状态数据位的组合，生成状态值，由于状态数据位的组合是一个二进制的数，而状态表采用的是十六进制，因此需要进行一个二进制转换为十六进制的过程，即由状态数据位的组合的二进制数转换为十六进制，再调用预先存储的状态表，该状态表为MCU中存储的状态值与MOS管开路状态的对照表，该表是经过严格测试和仿真计算得出的，为了方便展示在智能设备的显示屏上，该表采用十六进制的方式制成。

例如：如图3示出了状态表的示意图，确定出的状态数据位的组合为：000011，其对应十六进制的3，即，状态表中0x3，那么在智能设备的显示屏上显示的状态表上就会出现：Q1开路，即，Q1为开路状态，Q1损坏，需要更换。

结合图2，对确定Q1为开路状态进行详细说明：首先MCU控制电压电路为Q1Q5提供脉冲电压，如果驱动电路母线上没有电流，那么Q1、Q5中有任一MOS管开路状态，或者Q1、Q5两者都为开路状态，此时MCU控制状态数据位置1；之后MCU控制电压电路为Q1Q6提供脉冲电压，如果驱动电路母线上没有电流，那么Q1、Q6中有任一MOS管开路状态，或者Q1、Q6两者都为开路状态，此时MCU控制状态数据位置1；之后MCU控制电压电路为Q2Q4提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q2、Q4都为正常状态，没有开路状态，此时MCU控制状态数据位置0；之后MCU控制电压电路为Q2Q6提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q2、Q6都为正常状态，没有开路状态，此时MCU控制状态数据位置0，此时已排除Q6为开路状态的可能，那么只可能是Q1为开路状态；之后MCU控制电压电路为Q3Q4提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q3、Q4都为正常状态，没有开路状态，此时MCU控制状态数据位置0；之后MCU控制电压电路为Q3Q5提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q3、Q5都为正常状态，没有开路状态，此时MCU控制状态数据位置0，此时已排除Q5为开路状态的可能，更加确定了只可能是Q1为开路状态。

由上得到的状态数据位的组合为：000011，其对应十六进制的3，对应图3状态表中的Q1开路，判断正确，即，确定Q1为开路状态，需要更换。

另一示例：MCU控制电压电路为Q1Q5提供脉冲电压，如果驱动电路母线上没有电流，那么Q1、Q5中有任一MOS管开路状态，或者Q1、Q5两者都为开路状态，此时MCU控制状态数据位置1；之后MCU控制电压电路为Q1Q6提供脉冲电压，如果驱动电路母线上没有电流，那么Q1、Q6中有任一MOS管开路状态，或者Q1、Q6两者都为开路状态，此时MCU控制状态数据位置1；之后MCU控制电压电路为Q2Q4提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q2、Q4都为正常状态，没有开路状态，此时MCU控制状态数据位置0；之后MCU控制电压电路为Q2Q6提供脉冲电压，如果驱动电路母线上没有电流，那么Q2、Q6中有任一MOS管开路状态，或者Q2、Q6两者都为开路状态，由于Q2、Q4时已经判断出Q2是正常的，因此只可能是Q6为开路状态，此时MCU控制状态数据位置1；之后MCU控制电压电路为Q3Q4提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q3、Q4都为正常状态，没有开路状态，此时MCU控制状态数据位置0；之后MCU控制电压电路为Q3Q5提供脉冲电压，如果驱动电路母线上有电流，那么Q3、Q5都为正常状态，没有开路状态，此时已排除Q5为开路状态的可能，确定了只可能是Q1为开路状态，此时MCU控制状态数据位置0。由此可知Q1和Q6为开路状态。

由上得到的状态数据位的组合为：001011，其对应十六进制的B，对应图3状态表中的Q1和Q6开路，判断正确，即，确定Q1、Q6为开路状态，需要更换。

采用上述方案，可以快速的判断出MOS管是否处于开路状态，十分简单快捷，而且没有额外增加电路，用于检测MOS管的电流也很小，既保证了检测MOS管的短路状态的正确性，又保证了MOS管的使用寿命。

本发明实施例还提供了一种检测MOS管的状态的系统，该系统包括：电压电路、驱动电路以及MCU，MCU与驱动电路的母线和电压电路分别连接；驱动电路包括：多个MOS管，多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；电压电路用于为多个MOS管提供栅极电压，MCU控制电压电路为多个MOS管的栅极提供脉冲电压，所述MCU通过控制所述脉冲电压的脉冲宽度，使得多个MOS管产生的电流小于完全导通时的电流；MCU包括以下模块：

控制电压模块，用于控制电压电路，按照预设的顺序为多个MOS管的栅极施加脉冲电压；

判断模块，用于判断母线上是否有电流；

确定状态模块，用于根据母线上电流的情况，确定多个上臂MOS管和多个下臂MOS管的状态，母线上电流的大小由多个上臂MOS管和多个下臂MOS管导通时间的长短决定。

可选地，MOS管的状态包括：短路状态，MCU还包括：

逐一提供电压模块，用于控制电压电路为多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压；还用于控制电压电路为多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管的栅极逐一提供脉冲电压；

逐一提供电压模块包括：

上臂判断确定子模块，用于在电压电路为该上臂MOS管的栅极提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流；在母线上有电流的情况下，确定与该上臂MOS管连接的下臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态；

下臂判断确定子模块，用于在电压电路为该下臂MOS管的栅极提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流；在母线上有电流的情况下，确定与该下臂MOS管连接的上臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态。

可选地，驱动电路用于驱动电机，MOS管的状态还包括：开路状态，MCU还包括：

相序提供电压模块，用于控制电压电路按照电机绕组的相序，为多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供脉冲电压；

相序提供电压模块包括：

判断电流子模块，用于在电压电路为该同一相对应的MOS管组合提供脉冲电压时，判断母线上是否有电流；

状态数据位子模块，用于在母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1，状态数据位为MCU中表示母线上电流状态的数据位，其中0表示母线上为有电流状态，1表示母线上为没有电流状态；

确定组合模块，用于根据电压电路按照电机绕组的相序，针对每一相对应的MOS管组合提供脉冲电压时得到的状态数据位，确定状态数据位的组合；

组合开路状态，用于根据状态数据位的组合，得到多个上臂MOS管和多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

可选地，判断模块包括：

第一确定子模块，用于在母线上的电流在预设时间内达到预设电流值的情况下，确定母线上有电流；

第二确定子模块，用于在母线上的电流在预设时间内未达到预设电流值的情况下，确定母线上没有电流。

综上所述，本发明的方案不但不需要单独的检测电路，并且检测电流很小，检测时间较短，在保证了检测MOS管状态准确的同时又不损失MOS管的使用寿命，整个检测MOS管的方法全部基于已有电路结构实现，不但简单快捷，且成本低廉兼容性强。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种检测MOS管的状态的方法，其特征在于，所述方法应用于MCU，所述MCU与驱动电路的母线和电压电路分别连接；所述驱动电路包括：多个MOS管，所述多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；所述电压电路用于为所述多个MOS管提供栅极电压，所述MCU控制所述电压电路为所述多个MOS管的栅极提供脉冲电压，所述MCU通过控制所述脉冲电压的脉冲宽度，使得所述多个MOS管产生的电流小于完全导通时的电流；所述方法包括：

控制所述电压电路，按照预设的顺序为所述多个MOS管的栅极施加所述脉冲电压；

判断所述母线上是否有电流；

根据所述母线上电流的情况，确定所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管的状态，所述母线上电流的大小由所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管导通时间的长短决定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MOS管的状态包括：短路状态，所述方法还包括：

控制所述电压电路为所述多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；

针对所述多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管，执行步骤：

在所述电压电路为该上臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该上臂MOS管连接的下臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态；

控制所述电压电路为所述多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；

针对所述多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管，执行步骤：

在所述电压电路为该下臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该下臂MOS管连接的上臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动电路用于驱动电机，所述MOS管的状态还包括：开路状态，所述方法还包括：

控制所述电压电路按照所述电机绕组的相序，为所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中所述电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供所述脉冲电压；

针对所述电机绕组同一相对应的MOS管组合，执行步骤：

在所述电压电路为该同一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；

在所述母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在所述母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1，所述状态数据位为所述MCU中表示所述母线上电流状态的数据位，其中0表示所述母线上为有电流状态，1表示所述母线上为没有电流状态；

根据所述电压电路按照所述电机绕组的相序，针对每一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时得到的所述状态数据位，确定所述状态数据位的组合；

根据所述状态数据位的组合，得到所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述母线上是否有电流，包括：

在所述母线上的电流在预设时间内达到预设电流值的情况下，确定所述母线上有电流；

在所述母线上的电流在所述预设时间内未达到所述预设电流值的情况下，确定所述母线上没有电流。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MOS管开路状态的判断标准为：在所述电压电路为所述电机绕组同一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时，所述母线上没有电流的情况下，确定所述电机绕组同一相对应的所述多个上臂MOS管中的MOS管，或者所述多个下臂MOS管中的MOS管处于开路状态。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述状态数据位的组合，得到所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态，包括：

根据所述状态数据位的组合，生成状态值；

调用预先存储的状态表，所述状态表为所述MCU中存储的状态值与所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管开路状态的对照表；

根据所述状态值和所述状态表，确定所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中处于开路状态的MOS管。

7.一种检测MOS管的状态的系统，其特征在于，所述系统包括：电压电路、驱动电路以及MCU，所述MCU与所述驱动电路的母线和所述电压电路分别连接；所述驱动电路包括：多个MOS管，所述多个MOS管包括：多个上臂MOS管和多个下臂MOS管；所述电压电路用于为所述多个MOS管提供栅极电压，所述MCU控制所述电压电路为所述多个MOS管的栅极提供脉冲电压，所述MCU通过控制所述脉冲电压的脉冲宽度，使得所述多个MOS管产生的电流小于完全导通时的电流；所述MCU包括以下模块：

控制电压模块，用于控制所述电压电路，按照预设的顺序为所述多个MOS管的栅极施加所述脉冲电压；

判断模块，用于判断所述母线上是否有电流；

确定状态模块，用于根据所述母线上电流的情况，确定所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管的状态，所述母线上电流的大小由所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管导通时间的长短决定。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述MOS管的状态包括：短路状态，所述MCU还包括：

逐一提供电压模块，用于控制所述电压电路为所述多个上臂MOS管中的每个上臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；还用于控制所述电压电路为所述多个下臂MOS管中的每个下臂MOS管的栅极逐一提供所述脉冲电压；

逐一提供电压模块包括：

上臂判断确定子模块，用于在所述电压电路为该上臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该上臂MOS管连接的下臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态；

下臂判断确定子模块，用于在所述电压电路为该下臂MOS管的栅极提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；在所述母线上有电流的情况下，确定与该下臂MOS管连接的上臂MOS管中的MOS管的状态是短路状态。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述驱动电路用于驱动电机，所述MOS管的状态还包括：开路状态，所述MCU还包括：

相序提供电压模块，用于控制所述电压电路按照所述电机绕组的相序，为所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中所述电机绕组同一相对应的MOS管组合逐一提供所述脉冲电压；

相序提供电压模块包括：

判断电流子模块，用于在所述电压电路为该同一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时，判断所述母线上是否有电流；

状态数据位子模块，用于在所述母线上有电流的情况下，控制状态数据位置0，在所述母线上没有电流的情况下，控制状态数据位置1，所述状态数据位为所述MCU中表示所述母线上电流状态的数据位，其中0表示所述母线上为有电流状态，1表示所述母线上为没有电流状态；

确定组合模块，用于根据所述电压电路按照所述电机绕组的相序，针对每一相对应的MOS管组合提供所述脉冲电压时得到的所述状态数据位，确定所述状态数据位的组合；

组合开路状态，用于根据所述状态数据位的组合，得到所述多个上臂MOS管和所述多个下臂MOS管中的MOS管的状态是否为开路状态。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述判断模块包括：

第一确定子模块，用于在所述母线上的电流在预设时间内达到预设电流值的情况下，确定所述母线上有电流；

第二确定子模块，用于在所述母线上的电流在所述预设时间内未达到所述预设电流值的情况下，确定所述母线上没有电流。