CN110690814A - 一种摩托车用全mos管同步整流调压器控制方法及控制系统 - Google Patents

一种摩托车用全mos管同步整流调压器控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法及控制系统，设置三相桥式整流电路和控制电路，三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均采用MOSFET管，控制电路包括主控单元和三相脉冲管理单元，各相脉冲管理单元分别与对应相MOSFET管的栅极连接；当主控单元产生的三相控制脉冲的其中一相控制脉冲发生信号突变时，对应相脉冲管理单元中输出高电平信号的输出端转化为低电平信号并使得对应的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，对应相脉冲管理单元中输出低电平信号的输出端转化为高电平信号并使得对应的MOSFET导通。本发明抗干扰能力强，能有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能。

Description

一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及调压器技术领域，具体涉及一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法及控制系统。
背景技术
现有摩托车电压转换器主流采用可控硅、二极管/可控硅构建的整流电路相控整流输出直流电压给后端负载供电的方式。这种采用整流二极管、可控硅等器件的供电方式导致其导通压降大、损耗发热量大，可靠性降低，效率不高。
为克服发热量大，效率低的问题，目前出现采用二极管/MOS管混合整流、全MOS管同步整流主电路部分的代替了整流二极管、可控硅构成的主电路，其目的就是利用MOS管低导通电阻特性降低摩托车调压器发热量，提升调压器可靠性。这种二极管/MOS管组成的混合整流电路、全MOS管同步整流主电路，上桥臂整流元件均工作于二极管状态；下桥臂MOS处于低导通电阻状态，显著减少了下桥臂产生的热量，整机效率提升。但是由于上桥臂仍然为二极管状态，上桥臂发热量降低有限；从热量产生看，肖特基二极管/MOS、全MOS管这两种主回路的发热量主要来源于上桥臂肖特基二极管或者MOS管体二极管，因此，如何进一步降低发热量，减少损耗并提升效率，成为需要进一步研究的方向。
专利号ZL201710294114.5公开了一种车用电源系统及MOSFET有源整流器和控制方法，包括发电机、励磁线圈、调压器和整流器；其中：整流器将发电机三相交流电转换为直流电，为蓄电池提供充电电压；调压器根据整流器输出电压控制励磁线圈电压；其特点是：整流器采用有源整流器，包括三相桥式整流器和整流器控制电路；三相桥式整流器的上桥臂即输出桥臂和下桥臂即接地桥臂均采用MOSFET管整流；整流器控制电路接收发电机相线输出的信号，处理后分别为上桥臂MOSFET管和下桥臂MOSFET管的栅极提供驱动信号；当发电机某相电压大于三相桥式整流器输出电压时，整流器控制电路提供驱动信号控制三相桥式整流器上桥臂并与该相对应的MOSFET管导通；当发电机某相电压小于三相桥式整流器输出电压时，整流器控制电路提供控制信号控制三相桥式整流器上桥臂并与该相对应的MOSFET管关断；当发电机某相电压低于地电压时，整流器控制电路提供控制信号控制三相桥式整流器下桥臂并与该相对应的MOSFET管导通；当发电机某相电压电压高于地电压时，整流器控制电路提供控制信号控制三相桥式整流器下桥臂并与该相对应的MOSFET管关断。上述专利方案采用比较交流电压和整流输出电压的方式来开通/关断上桥臂MOS管达到减小上桥臂整流元件的发热量，但是由于相邻两相交流正半波前后30°存在相互重叠，这种方法存在重叠区域内多次开通/关断上桥臂MOS管的问题，使得上桥臂MOS的发热量并没有彻底降低；同时由于MOS管导通后漏源电压很低，也就是交流侧和整流输出电压相差很小，为几十毫伏级，使得这种方法抗干扰能力不足，易误导通使得上下桥臂直通，系统安全性能不足。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种抗干扰能力强，能有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法。
另外，本方案还提供一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，以达到抗干扰能力强，有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能的目的。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法，设置三相桥式整流电路和控制电路，三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均采用MOSFET管，控制电路包括主控单元和三相脉冲管理单元，主控单元产生三相控制脉冲分别与三相脉冲管理单元对应，各相脉冲管理单元的输出端分别与对应相的上桥臂MSOFET管的栅极和下桥臂MOSFET管的栅极连接；
当主控单元产生的三相控制脉冲的其中一相控制脉冲发生信号突变时，对应相脉冲管理单元中输出高电平信号的输出端转化为低电平信号并使得对应的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，对应相脉冲管理单元中输出低电平信号的输出端转化为高电平信号并使得对应的MOSFET导通；
当主控单元产生的三相控制脉冲中没有发生信号突变时，对应相脉冲管理单元的两个输出端信号状态保持不变，与脉冲管理单元两个输出端连接的MOSFET的工作状态保持不变。
本发明的工作原理是：本发明利用主控单元和各相脉冲管理单元对上下桥臂MOSFET的导通和关断进行控制，当主控单元产生的某相控制脉冲发生信号突变时，首先是对应相脉冲管理单元中输出高电平信号的输出端转化成低电平信号，该低电平信号将使得与该输出端对应的MOSFET关断，在该MOSFET关断后，经过设定的时间，该相脉冲管理单元中输出低电平信号的输出端再转化成高电平，该高电平信号使得与该输出端对应的MOSFET管导通，因此本发明的控制方法在对同相上下桥臂的MOSFET进行导通和关断控制时，是首先使得原导通的MOSFET先关断，再经过设定的死区时间后，原关断的MOSFET再导通，设定的死区时间和先关断再导通的控制方式可有效的避免上下桥臂MOSFET的同时导通，由此实现了抗干扰能力强，能有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能的目的。
优选的，三相桥式整流电路的运行方式为：
当三相桥式整流电路的整流输出电压低于下限设置电压时，若三相桥式整流电路的某相输入电压处于正半波状态，则该相上桥臂的MOSFET导通、下桥臂的MOSFET关断，磁电机产生的电压通过该相上桥臂的MOSDFET整流后输出给负载；若该相输入电压处于负半波状态，则该相下桥臂的MOSFET导通，上桥臂的MOSFET关断，电压通过该相下桥臂的MOSFET管后回流入磁电机；
当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相下桥臂的MOSFET管均导通，上桥臂的MOSFET管均关断，电压通过各相下桥臂的MOSFET管后流入磁电机。
这样，当三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且某相电压处于正半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管导通，下桥臂的MOSFET管关断，而在负半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管关断，下桥臂的MOSFET管导通；当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相上桥臂的MOSFET管均关断，下桥臂的MOSFET管导通，因此在整个工作过程中，上桥臂MOSFET管仅在三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且电压处于正半波状态时才导通，其余情况均处于关断状态，与现有技术中上桥臂MOSFET管长期处于导通的控制方式相比，本方案通过适时导通上桥臂的MOSFET管，其余时间均关断上桥臂MOSFET管的方式可以大大降低上桥臂MOSFET管的发热量，整流桥上桥臂功率器件（MOSFET管）热量损耗为原来损耗的1/5以下，整体功耗降为原来1/3，功耗更低，调压器温度也大大降低，器件寿命延长、热失效率降低，从而大大提高效率，并且可以选择普通温度器件，从而成本得到有效降低。
优选的，当控制脉冲为上升沿信号时，与上桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由高电平转化为低电平，进而使得上桥臂的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，与下桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由低电平转化为高电平，进而使得下桥臂的MOSFET导通；
当控制脉冲为下降沿信号时，与下桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由高电平转为为低电平，进而使得下桥臂的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，与上桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由低电平转化为高电平，进而使得上桥臂的MOSFET导通；
当控制脉冲保持不变时，与上桥臂和下桥臂的MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂MOSFET的工作状态保持不变。
这样，当控制脉冲为上升沿信号时，上桥臂MOSFET管先关断，经过设定的死区时间后下桥臂MOSFET管再导通，而当控制脉冲为下降沿信号时，下桥臂MOSFET管先关断，经过设定的死区时间后上桥臂MOSFET管再导通，当控制脉冲保持不变时，上下桥臂MOSFET管的工作状态也保持不变，这样使得控制脉冲无论出于什么状态，都能实现先关断后导通的目的，避免上下桥臂MOSFET管的直通。
优选的，所述脉冲管理单元包括上升沿识别电路、下降沿识别电路、死区时间发生电路、上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，所述上升沿识别电路和所述下降沿识别电路的输入端用于输入所述主控单元产生的对应相的控制脉冲，所述上升沿识别电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述下降沿识别电路的输出端分别输出信号给所述下桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述死区发生电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和所述下桥臂脉冲产生电路，所述上桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，所述下桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接；
当所述上升沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为上升沿时，上升沿识别电路输出低电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的上桥臂的MOSFET管将关断；同时，上升沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当所述下降沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为下降沿时，下降沿识别电路输出低电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管将关断；同时，下降沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当上升沿识别电路和下降沿识别电路均未识别到对应相控制脉冲信号时，上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂的MOSFET管的工作状态保持不变。
这样，实现了脉冲管理单元对上下桥臂MOSFET管导通和关断的控制，并通过死区发生电路的作用，有效避免了上下桥臂MOSFET管的同时导通，提高了系统的安全性能。
一种实现上述控制方法的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，包括主电路和控制电路，所述主电路为三相桥式整流电路，所述三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均由MOSFET构成，所述控制电路包括主控单元和分别与所述三相桥式整流电路每相对应的脉冲管理单元，所述脉冲管理单元包括一个输入端和两个输出端，所述主控单元产生三相控制脉冲并分别输入到对应相所述脉冲管理单元的输入端，各相所述脉冲管理单元的两个输出端分别与所述三相桥式整流电路对应相上桥臂和下桥臂的MOSFET的栅极连接。
这样，该控制系统在工作时，控制脉冲在发生信号突变时，对应相脉冲管理单元中输出高电平的输出端转化为低电平并使对应的MOSFET关断，对应相脉冲管理单元中输出低电平的输出端经过设定的死区时间后转化为高电平并使对应的MOSFET导通。因此本发明的控制系统在对同相上下桥臂的MOSFET进行导通和关断控制时，是首先使得原导通的MOSFET先关断，再经过设定的死区时间后，原关断的MOSFET再导通，设定的死区时间和先关断再导通的控制方式可有效的避免上下桥臂MOSFET的同时导通，由此实现了抗干扰能力强，能有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能的目的。
优选的，所述主控单元与所述三相桥式整流电路的输入端和输出端进行连接，主控单元对三相桥式整流电路的三相输入电压信号和输出电压信号进行采集；
当主控单元采集到三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压时，若主控单元采集到某相输入电压处于正半波状态时，主控单元产生对应相的控制脉冲给该相脉冲管理单元，该相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号，该相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，若主控单元采集到某相输入电压处于负半波状态时，主控单元产生对应相的控制脉冲给该相脉冲管理单元，该相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，该相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号；
当主控单元采集到三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，主控单元产生三相控制脉冲给对应相的脉冲管理单元，各相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，各相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号。
这样，主控单元将采集到的三相桥式整流电路的输出电压与下限设置电压和上限设置电压进行比较，并根据三相桥式整流电路输入电压的状态产生信号突变的三相控制脉冲，产生的三相控制脉冲分别输入到三相脉冲管理单元，三相脉冲管理单元根据输入的控制脉冲再对各相上、下桥臂的MOSFET管的开通和关断进行控制。
当三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且某相电压处于正半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管导通，下桥臂的MOSFET管关断，而在负半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管关断，下桥臂的MOSFET管导通；当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相上桥臂的MOSFET管均关断，下桥臂的MOSFET管导通，因此在整个工作过程中，上桥臂MOSFET管仅在三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且电压处于正半波状态时才导通，其余情况均处于关断状态，与现有技术中上桥臂MOSFET管长期处于导通的控制方式相比，本方案通过适时导通上桥臂的MOSFET管，其余时间均关断上桥臂MOSFET管的方式可以大大降低上桥臂MOSFET管的发热量，整流桥上桥臂功率器件（MOSFET管）热量损耗为原来损耗的1/5以下，整体功耗降为原来1/3，功耗更低，调压器温度也大大降低，器件寿命延长、热失效率降低，从而大大提高效率，并且可以选择普通温度器件，从而成本得到有效降低。
优选的，所述脉冲管理单元包括上升沿识别电路、下降沿识别电路、死区时间发生电路、上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，所述上升沿识别电路和所述下降沿识别电路的输入端用于输入所述主控单元产生的对应相的控制脉冲，所述上升沿识别电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述下降沿识别电路的输出端分别输出信号给所述下桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述死区发生电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和所述下桥臂脉冲产生电路，所述上桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，所述下桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接。
这样，当上升沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为上升沿时，上升沿识别电路输出低电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的上桥臂的MOSFET管将关断；同时，上升沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当下降沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为下降沿时，下降沿识别电路输出低电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管将关断；同时，下降沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当上升沿识别电路和下降沿识别电路均未识别到对应相控制脉冲信号时，上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂的MOSFET管的工作状态保持不变。
综上实现了脉冲管理单元对上下桥臂MOSFET管导通和关断的控制，并通过死区发生电路的作用，有效避免了上下桥臂MOSFET管的同时导通，提高了系统的安全性能。
优选的，所述脉冲管理单元包括串联连接的电阻R1和电容C1，电阻R1与电容C1连接的另一端与主控单元产生的对应相的控制脉冲连接，电容C1与电阻R1连接的另一端接地，还包括第一电压比较器和第二电压比较器，第一电压比较器的正向输入端和第二电压比较器的正向输入端均连接在电阻R1和电容C1之间，第一电压比较器的反向输入端通过电阻R4接地，第二电压比较器的反向输入端通过串联连接的电阻R3和电阻R4后接地，第二电压比较器的反向输入端还通过电阻R2与三相桥式整流电路的输出端连接，第一电压比较器的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，第二电压比较器的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接。
这样，当主控单元产生的控制脉冲经过电阻R1和电容C1整形后变成具有一定斜率的电压线，将第一电压比较器反向输入端的电压设为第一比较电压，将第二电压比较器反向输入端的电压设为第二比较电压，当控制脉冲为上升沿信号时，电压线的电压上升经过第一比较电压时，第一电压比较器的输出端置0使得与其对应的上桥臂的MOSFET管关断，随着电压持续上升达到第二比较电压时，第二电压比较器的输出端置1使得与其对应的下桥臂的MOSFET管导通，由于第一比较电压和第二比较电压之间有电阻R3的电压差值，因此电压从第一比较电压上升到第二比较电压具有一定的时间，上桥臂MOSFET管的关断和下桥臂MOSFET管的导通之间也具有时间差值，该时间差值即为设定的死区时间，可以有效保证上下桥臂驱动状态转换中的安全；
当控制脉冲为下降沿信号时，电压线的电压下降经过第二比较电压时，第二电压比较器的输出端置0使得与其对应的下桥臂的MOSFET管关断，随着电压持续下降达到第一比较电压时，第一电压比较器的输出端置1使得与其对应的上桥臂的MOSFET管导通，由于第一比较电压和第二比较电压之间有电阻R3的电压差值，因此电压从第二比较电压下降到第一比较电压具有一定的时间，下桥臂MOSFET管的关断和上桥臂MOSFET管的导通之间也具有时间差值，该时间差值即为设定的死区时间，可以有效保证上下桥臂驱动状态转换中的安全；
综上完成了状态转换，脉冲生成和死区插入的效果，有效避免了驱动状态转换过程中上下桥臂的直通，保证了上下桥臂MOSFET管的使用安全。
优选的，所述主控单元采用集成芯片MST2101，集成芯片MST2101的VSEN引脚通过电阻R47与三相桥式整流电路的输出端连接，VREF引脚依次经过串联连接的电阻R48、电阻R49和电阻R50后接地，VCH引脚连接在电阻R48和电阻R49之间，VCL引脚连接在电阻R49和电阻R50之间，DRV1引脚、DRV2引脚和DRV3引脚分别与对应相脉冲管理单元的输入端连接，PH1引脚、PH2引脚和PH3引脚分别与三相桥式整流电路的三个输入端连接，将VCH引脚处的电压设定为上限设置电压，将VCL引脚处的电压设定为下限设置电压。
这样，将集成芯片MST2101的VSEN引脚通过电阻R47与三相桥式整流电路的输出端连接，用于采用三相桥式整流电路的输出电压，VREF引脚恒定输出2.5V的参考电压，与VCH引脚和VCL引脚配合设置输出电压上下限，将VCL引脚电压作为下限设置电压，VCH引脚电压作为上限设置电压；主控单元在对三相桥式整流电路进行控制时，将采集到的输出电压与上限设置电压和下限设置电压进行比较，同时通过PH1引脚、PH2引脚和PH3引脚对三相输入电压的状态进行检测，当输出电压小于下限设置电压且某相输入电压处于正半波状态时，产生该相的控制脉冲到对应的脉冲管理单元使得该相上桥臂的MOSFET管导通、下桥臂的MOSFET管关断；当输出电压小于下限设置电压且某相输入电压处于负半波状态时，产生该相的控制脉冲到对应的脉冲管理单元使得该相下桥臂的MOSFET管导通、上桥臂的MOSFET管关断；当输出电压大于上限设置电压时，产生三相控制脉冲到对应的脉冲管理单元使得各相下桥臂的MOSFET管导通、上桥臂的MOSFET管关断，由此实现了主控单元对三相桥式整流电路工作状态的控制。
优选的，设定的死区时间为0-50us。
这样，该时间即提供了足够的时间差实现上下桥臂MOSFET管驱动状态的转换，同时对整流波形的影响也较小。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统示意图；
图2为本发明具体实施方式中U相上下桥臂驱动脉冲的关系图；
图3为本发明具体实施方式中V相上下桥臂驱动脉冲的关系图;
图4为本发明具体实施方式中W相上下桥臂驱动脉冲的关系图；
图5为本发明具体实施方式中U相控制脉冲管理软件框图；
图6为本发明具体实施方式中V相控制脉冲管理软件框图；
图7为本发明具体实施方式中W相控制脉冲管理软件框图；
图8为本发明具体实施方式中U相脉冲管理单元电路框图；
图9为本发明具体实施方式中V相脉冲管理单元电路框图；
图10为本发明具体实施方式中W相脉冲管理单元电路框图；
图11为本发明具体实施方式中采用集成芯片MST2101时的控制系统示意图；
图12为本发明具体实施方式中U相脉冲管理单元电路连接图；
图13为本发明具体实施方式中U相PU、VC1、P1和P4的关系图；
图14为本发明具体实施方式中V相脉冲管理单元电路连接图；
图15为本发明具体实施方式中V相PV、VC2、P2和P5的关系图；
图16为本发明具体实施方式中W相脉冲管理单元电路连接图；
图17为本发明具体实施方式中W相PW、VC3、P3和P6的关系图；
图18为本发明具体实施方式中集成芯片MST2101的引脚连接图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如附图1所示，一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法，设置三相桥式整流电路和控制电路，三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均采用MOSFET管，控制电路包括主控单元和三相脉冲管理单元，主控单元产生三相控制脉冲分别与三相脉冲管理单元对应，各相脉冲管理单元的输出端分别与对应相的上桥臂MSOFET管的栅极和下桥臂MOSFET管的栅极连接；
当主控单元产生的三相控制脉冲的其中一相控制脉冲发生信号突变时，对应相脉冲管理单元中输出高电平信号的输出端转化为低电平信号并使得对应的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，对应相脉冲管理单元中输出低电平信号的输出端转化为高电平信号并使得对应的MOSFET导通；
当主控单元产生的三相控制脉冲中没有发生信号突变时，对应相脉冲管理单元的两个输出端信号状态保持不变，与脉冲管理单元两个输出端连接的MOSFET的工作状态保持不变。
本发明的工作原理是：本发明利用主控单元和各相脉冲管理单元对上下桥臂MOSFET的导通和关断进行控制，当主控单元产生的某相控制脉冲发生信号突变时，首先是对应相脉冲管理单元中输出高电平信号的输出端转化成低电平信号，该低电平信号将使得与该输出端对应的MOSFET关断，在该MOSFET关断后，经过设定的时间，该相脉冲管理单元中输出低电平信号的输出端再转化成高电平，该高电平信号使得与该输出端对应的MOSFET管导通，因此本发明的控制方法在对同相上下桥臂的MOSFET进行导通和关断控制时，是首先使得原导通的MOSFET先关断，再经过设定的死区时间后，原关断的MOSFET再导通，设定的死区时间和先关断再导通的控制方式可有效的避免上下桥臂MOSFET的同时导通，由此实现了抗干扰能力强，能有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能的目的。
在本实施例中，三相桥式整流电路的运行方式为：
当三相桥式整流电路的整流输出电压低于下限设置电压时，若三相桥式整流电路的某相输入电压处于正半波状态，则该相上桥臂的MOSFET导通、下桥臂的MOSFET关断，磁电机产生的电压通过该相上桥臂的MOSDFET整流后输出给负载；若该相输入电压处于负半波状态，则该相下桥臂的MOSFET导通，上桥臂的MOSFET关断，电压通过该相下桥臂的MOSFET管后回流入磁电机；
当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相下桥臂的MOSFET管均导通，上桥臂的MOSFET管均关断，电压通过各相下桥臂的MOSFET管后流入磁电机。
这样，当三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且某相电压处于正半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管导通，下桥臂的MOSFET管关断，而在负半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管关断，下桥臂的MOSFET管导通；当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相上桥臂的MOSFET管均关断，下桥臂的MOSFET管导通，因此在整个工作过程中，上桥臂MOSFET管仅在三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且电压处于正半波状态时才导通，其余情况均处于关断状态，与现有技术中上桥臂MOSFET管长期处于导通的控制方式相比，本方案通过适时导通上桥臂的MOSFET管，其余时间均关断上桥臂MOSFET管的方式可以大大降低上桥臂MOSFET管的发热量，整流桥上桥臂功率器件（MOSFET管）热量损耗为原来损耗的1/5以下，整体功耗降为原来1/3，功耗更低，调压器温度也大大降低，器件寿命延长、热失效率降低，从而大大提高效率，并且可以选择普通温度器件，从而成本得到有效降低。
在本实施例中，当控制脉冲为上升沿信号时，与上桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由高电平转化为低电平，进而使得上桥臂的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，与下桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由低电平转化为高电平，进而使得下桥臂的MOSFET导通；
当控制脉冲为下降沿信号时，与下桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由高电平转为为低电平，进而使得下桥臂的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，与上桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由低电平转化为高电平，进而使得上桥臂的MOSFET导通；
当控制脉冲保持不变时，与上桥臂和下桥臂的MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂MOSFET的工作状态保持不变。
这样，当控制脉冲为上升沿信号时，上桥臂MOSFET管先关断，经过设定的死区时间后下桥臂MOSFET管再导通，而当控制脉冲为下降沿信号时，下桥臂MOSFET管先关断，经过设定的死区时间后上桥臂MOSFET管再导通，当控制脉冲保持不变时，上下桥臂MOSFET管的工作状态也保持不变，这样使得控制脉冲无论出于什么状态，都能实现先关断后导通的目的，避免上下桥臂MOSFET管的直通。
在本实施例中，具体以U、V、W相分别进行说明：
U相上下桥臂驱动脉冲对间的关系如附图2所示；当控制脉冲PU从低电平0转换为高电平1时，脉冲管理单元立即将上桥臂Q1驱动脉冲PQ1置0使得上桥臂MOSFET管Q1关断，插入Td=10us左右的死区时间，经过该死区时间Td后，将下桥臂Q2驱动脉冲PQ2置1使下桥臂MOSFET管Q2导通；当控制脉冲PU从高电平1转换为低电平0时，脉冲管理单元立即将下桥臂MOS管Q2驱动脉冲PQ2置0使下桥臂MOSFET管Q2关断，插入Td=10us左右的死区时间，经过该死区时间Td后，将上桥臂MOS管Q1驱动脉冲PQ1置1使上桥臂MOSFET管Q1导通。
U相控制脉冲管理软件框图如附图5所示，控制脉冲PU被判别为上升沿时，将上桥臂MOSFET管Q1的控制脉冲PQ1置0送给Q1驱动电路使桥臂MOSFET管Q1关断，并开始10us延时，延时到后将下桥臂MOSFET管Q2控制脉冲PQ2置1并送Q2驱动电路使下桥臂MOSFET管Q2导通；若控制脉冲PU被判别为下降沿，将下桥臂MOSFET管Q2控制脉冲PQ2置0送Q2驱动电路使桥臂MOSFET管Q2关断，并开始10us延时，延时到后将上桥臂MOSFET管Q1控制脉冲PQ1置1送驱动电路使上桥臂MOSFET管Q1导通，若控制脉冲PU上升沿和下降沿都不是，则退出不刷新状态。
V相上下桥臂驱动脉冲对间的关系如附图3所示；当控制脉冲PV从低电平0转换为高电平1时，脉冲管理单元立即将上桥臂Q3驱动脉冲PQ3置0使上桥臂MOSFET管Q3关断，插入Td=10us左右的死区时间，经过该死区时间Td后，下桥臂Q4驱动脉冲PQ4置1使下桥臂MOSFET管Q4导通；当控制脉冲PV从高电平1转换为低电平0时，脉冲管理单元立即将下桥臂Q4驱动脉冲PQ4置0使下桥臂MOSFET管Q4关断，插入Td=10us左右的死区时间，经过该死区时间Td后，上桥臂Q3驱动脉冲PQ3置1使上桥臂MOSFET管Q3导通。
V相控制脉冲管理软件框图如附图6所示，控制脉冲PV被判别为上升沿，将上桥臂MOSFET管Q3控制脉冲PQ3置0送给Q3驱动电路使上桥臂MOSFET管Q3关断，并开始10us延时，延时到后将下桥臂MOSFET管Q4控制脉冲PQ4置1并送Q4驱动电路使下桥臂MOSFET管Q4导通；若控制脉冲PV被识别为下降沿，将下桥臂MOSFET管Q4控制脉冲PQ4置0送Q4驱动电路使桥臂MOSFET管Q4关断，并开始10us延时，延时到后将上桥臂MOSFET管Q3控制脉冲PQ3置1送驱动电路使上桥臂MOSFET管Q3导通，若控制脉冲PV上升沿和下降沿都不是，则退出不刷新状态。
W相上下桥臂驱动脉冲对间的关系如附图4所示，当控制脉冲PW从低电平0转换为高电平1时，脉冲管理单元立即将上桥臂Q5驱动脉冲PQ5置0使上桥臂MOSFET管Q5关断，插入Td=10us左右的死区时间，经过该死区时间Td后，下桥臂Q6驱动脉冲PQ6置1使下桥臂MOSFET管Q6导通；当控制脉冲PW从高电平1转换为低电平0时，脉冲管理单元立即将下桥臂Q6驱动脉冲PQ6置0使下桥臂MOSFET管Q6关断，插入Td=10us左右的死区时间，经过该死区时间Td后，上桥臂Q5驱动脉冲PQ5置1使上桥臂MOSFET管Q5导通。
W相控制脉冲管理软件框图如附图7所示，控制脉冲PW被判别为上升沿，将上桥臂MOSFET管Q5控制脉冲PQ5置0送给Q5驱动电路使上桥臂MOSFET管Q5关断，并开始10us延时，延时到后将下桥臂MOSFET管Q6控制脉冲PQ6置1并送Q6驱动电路使下桥臂MOSFET管Q6导通；若控制脉冲PW被识别为下降沿，将下桥臂MOSFET管Q6控制脉冲PQ6置0送Q6驱动电路使下桥臂MOSFET管Q6关断，并开始10us延时，延时到后将上桥臂MOSFET管Q5控制脉冲PQ5置1送驱动电路使上桥臂MOSFET管Q5导通，若控制脉冲PW上升沿和下降沿都不是，则退出不刷新状态。
在本实施例中，脉冲管理单元包括上升沿识别电路、下降沿识别电路、死区时间发生电路、上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，上升沿识别电路和下降沿识别电路的输入端用于输入主控单元产生的对应相的控制脉冲，上升沿识别电路的输出端分别输出信号给上桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，下降沿识别电路的输出端分别输出信号给下桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，死区发生电路的输出端分别输出信号给上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，上桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，下桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接；
当上升沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为上升沿时，上升沿识别电路输出低电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的上桥臂的MOSFET管将关断；同时，上升沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当下降沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为下降沿时，下降沿识别电路输出低电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管将关断；同时，下降沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当上升沿识别电路和下降沿识别电路均未识别到对应相控制脉冲信号时，上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂的MOSFET管的工作状态保持不变。
这样，实现了脉冲管理单元对上下桥臂MOSFET管导通和关断的控制，并通过死区发生电路的作用，有效避免了上下桥臂MOSFET管的同时导通，提高了系统的安全性能。
在本实施例中，具体以U、V、W三相分别进行说明：
U相脉冲管理单元电路框图如附图8所示，上升沿识别电路识别控制脉冲信号上升沿时，输出0信号给上桥臂MOSFET管Q1驱动电路使得PQ1置0使上桥臂MOSFET管Q1关断，并送一个信号给死区发生电路产生延时，经过延时后输出1信号给下桥臂MOSFET管Q2驱动电路使得PQ2置1使下桥臂MOSFET管Q2导通；下降沿识别电路识别控制脉冲信号下降沿时，输出0信号给下桥臂MOSFET管Q2驱动电路使得PQ2置0使下桥臂MOSFET管Q2关断，并送一个信号给死区发生电路产生延时，经过延时后输出1信号给上桥臂MOSFET管Q1驱动电路使得PQ1置1使上桥臂MOSFET管Q1导通。
V相脉冲管理单元电路框图如附图9所示，上升沿识别电路识别控制脉冲信号上升沿时，输出0信号给上桥臂MOSFET管Q3驱动电路使得PQ3置0使上桥臂MOSFET管Q3关断，并送一个信号给死区发生电路产生延时，经过延时后输出1信号给下桥臂MOSFET管Q4驱动电路使得PQ4置1使下桥臂MOSFET管Q4导通；下降沿识别电路识别控制脉冲信号下降沿时，输出0信号给下桥臂MOSFET管Q4驱动电路使得PQ4置0使下桥臂MOSFET管Q4关断，并送一个信号给死区发生电路产生延时，经过延时后输出1信号给上桥臂MOSFET管Q3驱动电路使得PQ3置1使上桥臂MOSFET管Q3导通。
W相脉冲管理单元电路框图如附图10所示，上升沿识别电路识别控制脉冲信号上升沿时，输出0信号给上桥臂MOSFET管Q5驱动电路使得PQ5置0使上桥臂MOSFET管Q5关断，并送一个信号给死区发生电路产生延时，经过延时后输出1信号给下桥臂MOSFET管Q6驱动电路使得PQ6置1使下桥臂MOSFET管Q6导通；下降沿识别电路识别控制脉冲信号下降沿时，输出0信号给下桥臂MOSFET管Q6驱动电路使得PQ6置0使下桥臂MOSFET管Q6关断，并送一个信号给死区发生电路产生延时；经过延时后输出1信号给上桥臂MOSFET管Q5驱动电路使得PQ5置1使上桥臂MOSFET管Q5导通。
以下将具体介绍一种能实现上述控制方法的控制系统。
如附图11所示，一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，包括主电路和控制电路，主电路为三相桥式整流电路，三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均由MOSFET构成，控制电路包括主控单元和分别与三相桥式整流电路每相对应的脉冲管理单元，脉冲管理单元包括一个输入端和两个输出端，主控单元产生三相控制脉冲并分别输入到对应相脉冲管理单元的输入端，各相脉冲管理单元的两个输出端分别与三相桥式整流电路对应相上桥臂和下桥臂的MOSFET的栅极连接。
这样，该控制系统在工作时，控制脉冲在发生信号突变时，对应相脉冲管理单元中输出高电平的输出端转化为低电平并使对应的MOSFET关断，对应相脉冲管理单元中输出低电平的输出端经过设定的死区时间后转化为高电平并使对应的MOSFET导通。因此本发明的控制系统在对同相上下桥臂的MOSFET进行导通和关断控制时，是首先使得原导通的MOSFET先关断，再经过设定的死区时间后，原关断的MOSFET再导通，设定的死区时间和先关断再导通的控制方式可有效的避免上下桥臂MOSFET的同时导通，由此实现了抗干扰能力强，能有效避免同相上下桥臂直通，从而有效提高系统安全性能的目的。
在本实施例中，主控单元与三相桥式整流电路的输入端和输出端进行连接，主控单元对三相桥式整流电路的三相输入电压信号和输出电压信号进行采集；
当主控单元采集到三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压时，若主控单元采集到某相输入电压处于正半波状态时，主控单元产生对应相的控制脉冲给该相脉冲管理单元，该相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号，该相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，若主控单元采集到某相输入电压处于负半波状态时，主控单元产生对应相的控制脉冲给该相脉冲管理单元，该相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，该相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号；
当主控单元采集到三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，主控单元产生三相控制脉冲给对应相的脉冲管理单元，各相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，各相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号。
这样，主控单元将采集到的三相桥式整流电路的输出电压与下限设置电压和上限设置电压进行比较，并根据三相桥式整流电路输入电压的状态产生信号突变的三相控制脉冲，产生的三相控制脉冲分别输入到三相脉冲管理单元，三相脉冲管理单元根据输入的控制脉冲再对各相上、下桥臂的MOSFET管的开通和关断进行控制。
这样，当三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且某相电压处于正半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管导通，下桥臂的MOSFET管关断，而在负半波状态时，该相上桥臂的MOSFET管关断，下桥臂的MOSFET管导通；当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相上桥臂的MOSFET管均关断，下桥臂的MOSFET管导通，因此在整个工作过程中，上桥臂MOSFET管仅在三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压且电压处于正半波状态时才导通，其余情况均处于关断状态，与现有技术中上桥臂MOSFET管长期处于导通的控制方式相比，本方案通过适时导通上桥臂的MOSFET管，其余时间均关断上桥臂MOSFET管的方式可以大大降低上桥臂MOSFET管的发热量，整流桥上桥臂功率器件（MOSFET管）热量损耗为原来损耗的1/5以下，整体功耗降为原来1/3，功耗更低，调压器温度也大大降低，器件寿命延长、热失效率降低，从而大大提高效率，并且可以选择普通温度器件，从而成本得到有效降低。
在本实施例中，脉冲管理单元包括上升沿识别电路、下降沿识别电路、死区时间发生电路、上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，上升沿识别电路和下降沿识别电路的输入端用于输入主控单元产生的对应相的控制脉冲，上升沿识别电路的输出端分别输出信号给上桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，下降沿识别电路的输出端分别输出信号给下桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，死区发生电路的输出端分别输出信号给上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，上桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，下桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接。
这样，当上升沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为上升沿时，上升沿识别电路输出低电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的上桥臂的MOSFET管将关断；同时，上升沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当下降沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为下降沿时，下降沿识别电路输出低电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管将关断；同时，下降沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当上升沿识别电路和下降沿识别电路均未识别到对应相控制脉冲信号时，上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂的MOSFET管的工作状态保持不变。
综上实现了脉冲管理单元对上下桥臂MOSFET管导通和关断的控制，并通过死区发生电路的作用，有效避免了上下桥臂MOSFET管的同时导通，提高了系统的安全性能。
在本实施例中，脉冲管理单元包括串联连接的电阻R1和电容C1，电阻R1与电容C1连接的另一端与主控单元产生的对应相的控制脉冲连接，电容C1与电阻R1连接的另一端接地，还包括第一电压比较器和第二电压比较器，第一电压比较器的正向输入端和第二电压比较器的正向输入端均连接在电阻R1和电容C1之间，第一电压比较器的反向输入端通过电阻R4接地，第二电压比较器的反向输入端通过串联连接的电阻R3和电阻R4后接地，第二电压比较器的反向输入端还通过电阻R2与三相桥式整流电路的输出端连接，第一电压比较器的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，第二电压比较器的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接。
这样，当主控单元产生的控制脉冲经过电阻R1和电容C1整形后变成具有一定斜率的电压线，将第一电压比较器反向输入端的电压设为第一比较电压，将第二电压比较器反向输入端的电压设为第二比较电压，当控制脉冲为上升沿信号时，电压线的电压上升经过第一比较电压时，第一电压比较器的输出端置0使得与其对应的上桥臂的MOSFET管关断，随着电压持续上升达到第二比较电压时，第二电压比较器的输出端置1使得与其对应的下桥臂的MOSFET管导通，由于第一比较电压和第二比较电压之间有电阻R3的电压差值，因此电压从第一比较电压上升到第二比较电压具有一定的时间，上桥臂MOSFET管的关断和下桥臂MOSFET管的导通之间也具有时间差值，该时间差值即为设定的死区时间，可以有效保证上下桥臂驱动状态转换中的安全；
当控制脉冲为下降沿信号时，电压线的电压下降经过第二比较电压时，第二电压比较器的输出端置0使得与其对应的下桥臂的MOSFET管关断，随着电压持续下降达到第一比较电压时，第一电压比较器的输出端置1使得与其对应的上桥臂的MOSFET管导通，由于第一比较电压和第二比较电压之间有电阻R3的电压差值，因此电压从第二比较电压下降到第一比较电压具有一定的时间，下桥臂MOSFET管的关断和上桥臂MOSFET管的导通之间也具有时间差值，该时间差值即为设定的死区时间，可以有效保证上下桥臂驱动状态转换中的安全；
综上完成了状态转换，脉冲生成和死区插入的效果，有效避免了驱动状态转换过程中上下桥臂的直通，保证了上下桥臂MOSFET管的使用安全。
在本具体实施例中，对U、V、W三相脉冲管理单元电路结构进行分别说明：
U相脉冲管理单元电路连接图如附图12所示，主控单元输出控制脉冲PU，该脉冲经电阻R1和电容C1整形后变成有一定斜率的线VC1（如附图13所示）。设置V1/V2比较点，当VC1电压上升时经过比较点V1时，P1置0使得U相上桥臂的MOSFET管关断，随着电压上升经过比较点V2时，P4置1使得U相下桥臂的MOSFET管导通，这样，P1和P4间产生了死区Td，这个死区用于U相上下桥臂驱动状态转换中保证上下桥臂安全；同样，当电压VC1下降经过比较点V2时，P4置0使得U相下桥臂的MOSFET管关断，当电压再下降时经过V1时，P1置1使得U相上桥臂的MOSFET管导通，这样，完成了状态转换、脉冲生成、死区插入，信号P1、P4作为U相上下桥臂MOSFET管Q1、Q2驱动电路的控制信号，有效则该MOSFET管导通，无效则该MOSFET管关断。
V相脉冲管理单元电路连接图如附图14所示。主控单元输出控制脉冲PV，该脉冲经电阻R5和电容C2整形后变成有一定斜率的线VC2（如附图15所示）。设置V3/V4比较点，电压VC2上升经过比较点V3时，P2置0使得V相上桥臂的MOSFET管关断，随着电压上升经过比较点V4时，P5置1使得V相下桥臂的MOSFET管导通，这样，P2和P5间产生了死区Td，这个死区用于V相上下桥臂驱动状态转换中保证上下桥臂安全；同样，当电压VC2下降经过比较点V4时，P5置0使得V相下桥臂的MOSFET管关断，再下降经过比较点V3时，P2置1使得V相上桥臂的MOSFET管导通，这样，完成了状态转换、脉冲生成、死区插入。信号P2、P5作为V相上下桥臂MOSFET管Q3、Q4驱动电路的控制信号，有效则该MOSFET管导通，无效则该MOSFET管关断。
W相脉冲管理单元电路连接图如附图16所示，主控单元输出控制脉冲PW,该脉冲经电阻R9和电容C3整形后变成有一定斜率的线VC3（如附图17所示）。设置V5/V6比较点，当电压VC3上升经过比较点V5时，P3置0使得W相上桥臂的MOSFET管关断，随着电压上升经过比较点V6时，P6置1使得W相下桥臂的MOSFET管导通，这样，P3和P6间产生了死区Td，这个死区用于W相上下桥臂驱动状态转换中保证上下桥臂安全；同样，当电压VC3下降经过比较点V6时，P6置0使得W相下桥臂的MOSFET管关断，再下降时经过V5时，P3置1使得W相上桥臂的MOSFET管导通，这样，完成了状态转换、脉冲生成、死区插入。信号P3、P6作为W相上下桥臂MOSFET管Q5、Q6驱动电路的控制信号，有效则该MOSFET管导通，无效则该MOSFET管关断。
在本实施例中，主控单元采用集成芯片MST2101，集成芯片MST2101的VSEN引脚通过电阻R47与三相桥式整流电路的输出端连接，VREF引脚依次经过串联连接的电阻R48、电阻R49和电阻R50后接地，VCH引脚连接在电阻R48和电阻R49之间，VCL引脚连接在电阻R49和电阻R50之间，DRV1引脚、DRV2引脚和DRV3引脚分别与对应相脉冲管理单元的输入端连接，PH1引脚、PH2引脚和PH3引脚分别与三相桥式整流电路的三个输入端连接，将VCH引脚处的电压设定为上限设置电压，将VCL引脚处的电压设定为下限设置电压。
如附图18所示，集成芯片MST2101是一款用于摩托车磁电机调压器的控制IC，共有14个引脚，其中第一引脚为TD引脚，该引脚通过电容C18进行接地，用于检测磁电机是否在正常工作，第二引脚为DRV1引脚，该引脚输出U相控制脉冲给U相脉冲管理单元，第三引脚为PH1引脚，该引脚与三相桥式整流电路的U相输入端连接，第四引脚为DRV2引脚，该引脚输出V相控制脉冲给V相脉冲管理单元，第五引脚为PH2引脚，该引脚与三相桥式整流电路的V相输入端连接，第六引脚为DRV3引脚，该引脚输出W相控制脉冲给W相脉冲管理单元，第七引脚为PH3引脚，该引脚与三相桥式整流电路的W相输入端连接，第八引脚为VCL引脚，该引脚通过电阻R50接地，用于调整并提供下限设置电压，第九引脚为VCH引脚，该引脚通过电阻R49和电阻R50接地，用于调整并提供上限设置电压，第十引脚为GND引脚，该引脚直接接地，第十一引脚为VREF引脚，该引脚恒定输出2.5V参考电压，该引脚依次通过电阻R48、电阻R49和电阻R50接地，从而在第九引脚和第十引脚上分别产生下限设置电压和上限设置电压，第十二引脚为VCC引脚，该引脚接电源VCC，用于向内部电路供电，第十三引脚为BAT引脚，该引脚通过电容C17接地，为了使得输出电压比较温蒂，第十四引脚为VSEN引脚，该引脚通过电阻R47后与三相桥式整流电路的输出端连接。
这样，将集成芯片MST2101的VSEN引脚通过电阻R47与三相桥式整流电路的输出端连接，用于采用三相桥式整流电路的输出电压，VREF引脚恒定输出2.5V的参考电压，与VCH引脚和VCL引脚配合设置输出电压上下限，将VCL引脚电压作为下限设置电压，VCH引脚电压作为上限设置电压；主控单元在对三相桥式整流电路进行控制时，将采集到的输出电压与上限设置电压和下限设置电压进行比较，同时通过PH1引脚、PH2引脚和PH3引脚对三相输入电压的状态进行检测，当输出电压小于下限设置电压且某相（如U相）输入电压处于正半波状态时，产生U相的控制脉冲到对应的脉冲管理单元使得U上桥臂的MOSFET管Q1导通、下桥臂的MOSFET管Q2关断，磁电机电压通过上桥臂MOSFET管Q1整流后输出电能给负载；当输出电压小于下限设置电压且U相输入电压处于负半波状态时，产生U的控制脉冲到对应的脉冲管理单元使得U相下桥臂的MOSFET管Q2导通、上桥臂的MOSFET管Q1关断，电压通过下桥臂MOSFET管Q2流入磁电机；当输出电压大于上限设置电压时，U相控制脉冲使得U相下桥臂的MOSFET管导通、上桥臂的MOSFET管关断，一直阻止磁电机电能整流输出给负载，由此实现了主控单元对三相桥式整流电路工作状态的控制。
在本实施例中，设定的死区时间为8-12us。
这样，该时间即提供了足够的时间差实现上下桥臂MOSFET管驱动状态的转换，同时对整流波形的影响也较小。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法，其特征在于，设置三相桥式整流电路和控制电路，三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均采用MOSFET管，控制电路包括主控单元和三相脉冲管理单元，主控单元产生三相控制脉冲分别与三相脉冲管理单元对应，各相脉冲管理单元的输出端分别与对应相的上桥臂MSOFET管的栅极和下桥臂MOSFET管的栅极连接；
当主控单元产生的三相控制脉冲的其中一相控制脉冲发生信号突变时，对应相脉冲管理单元中输出高电平信号的输出端转化为低电平信号并使得对应的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，对应相脉冲管理单元中输出低电平信号的输出端转化为高电平信号并使得对应的MOSFET导通；
当主控单元产生的三相控制脉冲中没有发生信号突变时，对应相脉冲管理单元的两个输出端信号状态保持不变，与脉冲管理单元两个输出端连接的MOSFET的工作状态保持不变。
2.根据权利要求1所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法，其特征在于，所述三相桥式整流电路的运行方式为：
当三相桥式整流电路的整流输出电压低于下限设置电压时，若三相桥式整流电路的某相输入电压处于正半波状态，则该相上桥臂的MOSFET导通、下桥臂的MOSFET关断，磁电机产生的电压通过该相上桥臂的MOSDFET整流后输出给负载；若该相输入电压处于负半波状态，则该相下桥臂的MOSFET导通，上桥臂的MOSFET关断，电压通过该相下桥臂的MOSFET管后回流入磁电机；
当三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，各相下桥臂的MOSFET管均导通，上桥臂的MOSFET管均关断，电压通过各相下桥臂的MOSFET管后流入磁电机。
3.根据权利要求1所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法，其特征在于，当控制脉冲为上升沿信号时，与上桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由高电平转化为低电平，进而使得上桥臂的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，与下桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由低电平转化为高电平，进而使得下桥臂的MOSFET导通；
当控制脉冲为下降沿信号时，与下桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由高电平转为为低电平，进而使得下桥臂的MOSFET关断，在经过设定的死区时间后，与上桥臂MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号由低电平转化为高电平，进而使得上桥臂的MOSFET导通；
当控制脉冲保持不变时，与上桥臂和下桥臂的MOSFET的栅极连接的脉冲管理单元的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂MOSFET的工作状态保持不变。
4.根据权利要求1所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法，其特征在于，所述脉冲管理单元包括上升沿识别电路、下降沿识别电路、死区时间发生电路、上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，所述上升沿识别电路和所述下降沿识别电路的输入端用于输入所述主控单元产生的对应相的控制脉冲，所述上升沿识别电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述下降沿识别电路的输出端分别输出信号给所述下桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述死区发生电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和所述下桥臂脉冲产生电路，所述上桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，所述下桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接；
当所述上升沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为上升沿时，上升沿识别电路输出低电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的上桥臂的MOSFET管将关断；同时，上升沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当所述下降沿识别电路识别到对应相控制脉冲信号为下降沿时，下降沿识别电路输出低电平信号给下桥臂脉冲产生电路使得下桥臂脉冲产生电路的输出端信号由高电平转化为低电平，此时与下桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管将关断；同时，下降沿识别电路还将输出信号给死区发生电路使得死区发生电路产生死区延时信号，经过死区延时信号后，死区发生电路将输出高电平信号给上桥臂脉冲产生电路使得上桥臂脉冲产生电路的输出端信号由低电平转化为高电平，此时与上桥臂脉冲产生电路的输出端连接的下桥臂的MOSFET管导通；
当上升沿识别电路和下降沿识别电路均未识别到对应相控制脉冲信号时，上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路的输出端信号状态保持不变，上桥臂和下桥臂的MOSFET管的工作状态保持不变。
5.一种实现如权利要求1所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制方法的控制系统，其特征在于，包括主电路和控制电路，所述主电路为三相桥式整流电路，所述三相桥式整流电路的上桥臂和下桥臂均由MOSFET构成，所述控制电路包括主控单元和分别与所述三相桥式整流电路每相对应的脉冲管理单元，所述脉冲管理单元包括一个输入端和两个输出端，所述主控单元产生三相控制脉冲并分别输入到对应相所述脉冲管理单元的输入端，各相所述脉冲管理单元的两个输出端分别与所述三相桥式整流电路对应相上桥臂和下桥臂的MOSFET的栅极连接。
6.根据权利要求5所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，其特征在于，
所述主控单元与所述三相桥式整流电路的输入端和输出端进行连接，主控单元对三相桥式整流电路的三相输入电压信号和输出电压信号进行采集；
当主控单元采集到三相桥式整流电路的输出电压低于下限设置电压时，若主控单元采集到某相输入电压处于正半波状态时，主控单元产生对应相的控制脉冲给该相脉冲管理单元，该相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号，该相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，若主控单元采集到某相输入电压处于负半波状态时，主控单元产生对应相的控制脉冲给该相脉冲管理单元，该相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，该相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号；
当主控单元采集到三相桥式整流电路的输出电压高于上限设置电压时，主控单元产生三相控制脉冲给对应相的脉冲管理单元，各相脉冲管理单元中与上桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生低电平信号，各相脉冲管理单元中与下桥臂MOSFET的栅极连接的输出端产生高电平信号。
7.根据权利要求5所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，其特征在于，所述脉冲管理单元包括上升沿识别电路、下降沿识别电路、死区时间发生电路、上桥臂脉冲产生电路和下桥臂脉冲产生电路，所述上升沿识别电路和所述下降沿识别电路的输入端用于输入所述主控单元产生的对应相的控制脉冲，所述上升沿识别电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述下降沿识别电路的输出端分别输出信号给所述下桥臂脉冲产生电路和死区发生电路，所述死区发生电路的输出端分别输出信号给所述上桥臂脉冲产生电路和所述下桥臂脉冲产生电路，所述上桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，所述下桥臂脉冲产生电路的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接。
8.根据权利要求5所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，其特征在于，所述脉冲管理单元包括串联连接的电阻R1和电容C1，电阻R1与电容C1连接的另一端与主控单元产生的对应相的控制脉冲连接，电容C1与电阻R1连接的另一端接地，还包括第一电压比较器和第二电压比较器，第一电压比较器的正向输入端和第二电压比较器的正向输入端均连接在电阻R1和电容C1之间，第一电压比较器的反向输入端通过电阻R4接地，第二电压比较器的反向输入端通过串联连接的电阻R3和电阻R4后接地，第二电压比较器的反向输入端还通过电阻R2与三相桥式整流电路的输出端连接，第一电压比较器的输出端与对应相上桥臂的MOSFET的栅极连接，第二电压比较器的输出端与对应相下桥臂的MOSFET的栅极连接。
9.根据权利要求5所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，其特征在于，所述主控单元采用集成芯片MST2101，集成芯片MST2101的VSEN引脚通过电阻R47与三相桥式整流电路的输出端连接，VREF引脚依次经过串联连接的电阻R48、电阻R49和电阻R50后接地，VCH引脚连接在电阻R48和电阻R49之间，VCL引脚连接在电阻R49和电阻R50之间，DRV1引脚、DRV2引脚和DRV3引脚分别与对应相脉冲管理单元的输入端连接，PH1引脚、PH2引脚和PH3引脚分别与三相桥式整流电路的三个输入端连接，将VCH引脚处的电压设定为上限设置电压，将VCL引脚处的电压设定为下限设置电压。
10.根据权利要求5所述的摩托车用全MOS管同步整流调压器控制系统，其特征在于，设定的死区时间为0-50us。
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