CN111858235B - 一种增强mosfet可靠性的方法、设备、计算机设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增强MOSFET可靠性的方法和设备，该方法包括以下步骤：检测MOSFET的环境温度，并将环境温度与阈值温度进行比较；响应于环境温度不小于阈值温度，将环境温度转换为电信号；将电信号传输到Charge Pump模块中以根据该电信号使Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gate driver模块中以使MOSFET开启速度变慢。通过使用本发明的方案，能够使得热插拔过程中系统浪涌电流减小，保证MOSFET在高温环境下，也能工作在SOA的安全区域，减小被击穿的概率。
Description
技术领域
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种增强MOSFET可靠性的方法、设备、计算机设备和介质。
背景技术
伴随云计算应用的发展，信息化逐渐覆盖到社会的各个领域。人们的日常工作生活越来越多的通过网络来进行交流，网络数据量也在不断增加。Rack整机柜服务器也逐步在数据中心大规模应用。因此，RACK整机柜中的服务器热插拔维护显得尤为突出。
节点服务器进行热插拔维护时，可能导致热插拔开启MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)过程中，MOSFET温度过高进而造成烧坏的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种增强MOSFET可靠性的方法和设备，通过使用本发明的方法，能够使得热插拔过程中系统浪涌电流减小，保证MOSFET在高温环境下，也能工作在SOA的安全区域，减小被击穿的概率。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种增强MOSFET可靠性的方法，包括以下步骤：
检测MOSFET的环境温度，并将环境温度与阈值温度进行比较；
响应于环境温度不小于阈值温度，将环境温度转换为电信号；
将电信号传输到Charge Pump(电荷泵)模块中以根据该电信号使Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；
将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gate driver(门极驱动)模块中以使MOSFET开启速度变慢。
根据本发明的一个实施例，阈值温度为MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度。
根据本发明的一个实施例，检测MOSFET的环境温度包括：
使用热敏电阻和电源测量环境温度。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于环境温度超过阈值温度特定范围，将电信号传输到Gate driver模块中以使MOSFET关闭。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种增强MOSFET可靠性的设备，设备包括：
比较模块，比较模块配置为检测MOSFET的环境温度，并将环境温度与阈值温度进行比较；
转换模块，转换模块配置为响应于环境温度不小于阈值温度，将环境温度转换为电信号；
传输模块，传输模块配置为将电信号传输到Charge Pump模块中以根据该电信号使Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；
输入模块，输入模块配置为将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gatedriver模块中以使MOSFET开启速度变慢。
根据本发明的一个实施例，阈值温度为MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度。
根据本发明的一个实施例，比较模块还配置为使用热敏电阻和电源测量环境温度。
根据本发明的一个实施例，还包括关闭模块，关闭模块配置为响应于环境温度超过阈值温度特定范围，将电信号传输到Gate driver模块中以使MOSFET关闭。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行程序时执行上述任意一项的方法。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行上述任意一项的方法。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的增强MOSFET可靠性的方法，通过检测MOSFET的环境温度，并将环境温度与阈值温度进行比较；响应于环境温度不小于阈值温度，将环境温度转换为电信号；将电信号传输到Charge Pump模块中以根据该电信号使Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gate driver模块中以使MOSFET开启速度变慢的技术方案，能够使得热插拔过程中系统浪涌电流减小，保证MOSFET在高温环境下，也能工作在SOA的安全区域，减小被击穿的概率。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的增强MOSFET可靠性的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的增强MOSFET可靠性的设备的示意图；
图3为根据本发明一个实施例的增强MOSFET可靠性的电路的示意图；
图4为根据本发明一个实施例的增强MOSFET可靠性的电路的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种增强MOSFET可靠性的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1检测MOSFET的环境温度，并将环境温度与阈值温度进行比较，在环境温度过高的情况下热插拔MOSFET在开启过程中很有可能因为超SOA而导致MOSFET被击穿；
S2响应于环境温度不小于阈值温度，将环境温度转换为电信号；
S3将电信号传输到Charge Pump模块中以根据该电信号使Charge Pump模块的输出电压上升沿变长，即当环境温度高时，输出电压的上升沿时间就会变长，反之亦然；
S4将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gate driver模块中以使MOSFET开启速度变慢，使得热插拔过程中系统浪涌电流减小，保证MOSFET在高温环境下，也能工作在SOA的安全区域，减小被击穿的概率。
如图3所示，通过Temp模块将检测到的当前环温转换成电信号传入到Charge Pump模块中，作为Charge Pump模块的补偿信号。从而实现Charge Pump模块输出上升沿的上升时间随着环温不同而不同。也就是说，当环境温度升高时，Charge Pump模块输出电压的上升沿的上升时间会变长，将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gate driver模块，导致Gate drive驱动信号输出的上升沿的时间也会随之变长。这样就达到了在环温升高时，MOSFET开启时间变长，进而减小开启过程中的浪涌电流，使得MOSFET能够可靠的工作在SOA区间，减小MOSFET击穿的概率。
通过本发明的技术方案，能够使得热插拔过程中系统浪涌电流减小，保证MOSFET在高温环境下，也能工作在SOA的安全区域，减小被击穿的概率。
在本发明的一个优选实施例中，阈值温度为MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度。通试验或者经验找到MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度的临界点，如果当前环境温度小于该临界点，MOSFET在热插拔过程中不会被击穿。如果当前环境温度大于或等于该临界点，说明MOSFET在热插拔过程中被击穿的风险很高。
在本发明的一个优选实施例中，检测MOSFET的环境温度包括：
使用热敏电阻和电源测量环境温度。环境温度变化时热敏电阻的阻值会变化，该热敏电阻的分压也会变化，可以使用该热敏电阻的电压作为补偿信号保护MOSFET不会被击穿。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
响应于环境温度超过阈值温度特定范围，将电信号传输到Gate driver模块中以使MOSFET关闭。
如图4所示，可以使用热敏电阻测量环境的温度，当环境温度变化时热敏电阻的阻值会变化，进而Vtemp电压也会随之改变。该信号被送入到Charge Pump soft-start(软启)模块中，用于控制Charge Pump输出soft-start的时间，进而实现Gate driver输出的电压的上升沿时间。于此同时Vtemp也会被输入到Gate driver&logic Controller中，当Vtemp超出预定设置的电压(即预定的环境温度)时，就会触发环温保护，使其logic Controller关闭Gate driver的输出，保证MOSFET不会被启动。以确保MOSFET的安全，不会因为高温导致击穿。
通过本发明的技术方案，能够使得热插拔过程中系统浪涌电流减小，保证MOSFET在高温环境下，也能工作在SOA的安全区域，减小被击穿的概率。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种增强MOSFET可靠性的设备，如图2所示，设备200包括：
比较模块，比较模块配置为检测MOSFET的环境温度，并将环境温度与阈值温度进行比较；
转换模块，转换模块配置为响应于环境温度不小于阈值温度，将环境温度转换为电信号；
传输模块，传输模块配置为将电信号传输到Charge Pump模块中以根据该电信号使Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；
输入模块，输入模块配置为将Charge Pump模块的输出电压输入到MOSFET的Gatedriver模块中以使MOSFET开启速度变慢。
在本发明的一个优选实施例中，阈值温度为MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度。
在本发明的一个优选实施例中，比较模块还配置为使用热敏电阻和电源测量环境温度。
在本发明的一个优选实施例中，还包括关闭模块，关闭模块配置为响应于环境温度超过阈值温度特定范围，将电信号传输到Gate driver模块中以使MOSFET关闭。
基于上述目的，本发明的实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行程序时执行上述任意一项的方法。
基于上述目的，本发明的实施例的第四个方面，提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行上述任意一项的方法。
需要特别指出的是，上述系统的实施例采用了上述方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到上述方法的其他实施例中。
此外，上述方法步骤以及系统单元或模块也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元或模块功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。
Claims (10)
1.一种增强MOSFET可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测所述MOSFET的环境温度，并将所述环境温度与阈值温度进行比较；
响应于所述环境温度不小于所述阈值温度，将所述环境温度转换为电信号；
将所述电信号传输到Charge Pump模块中以根据所述电信号使所述Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；
将所述Charge Pump模块的输出电压输入到所述MOSFET的Gate driver模块中以使所述MOSFET开启速度变慢。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值温度为所述MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述MOSFET的环境温度包括：
使用热敏电阻和电源测量所述环境温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述环境温度超过所述阈值温度特定范围，将所述电信号传输到所述Gatedriver模块中以使所述MOSFET关闭。
5.一种增强MOSFET可靠性的设备，其特征在于，所述设备包括：
比较模块，所述比较模块配置为检测所述MOSFET的环境温度，并将所述环境温度与阈值温度进行比较；
转换模块，所述转换模块配置为响应于所述环境温度不小于所述阈值温度，将所述环境温度转换为电信号；
传输模块，所述传输模块配置为将所述电信号传输到Charge Pump模块中以根据所述电信号使所述Charge Pump模块的输出电压上升沿变长；
输入模块，所述输入模块配置为将所述Charge Pump模块的输出电压输入到所述MOSFET的Gate driver模块中以使所述MOSFET开启速度变慢。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述阈值温度为所述MOSFET在热插拔过程中被击穿时的环境温度。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述比较模块还配置为使用热敏电阻和电源测量所述环境温度。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括关闭模块，所述关闭模块配置为响应于所述环境温度超过所述阈值温度特定范围，将所述电信号传输到所述Gate driver模块中以使所述MOSFET关闭。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如权利要求1-4任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行权利要求1-4任意一项所述的方法。
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