CN117674343A - 一种mos单元控制电路、放电控制方法及充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种MOS单元控制电路、放电控制方法及充电控制方法，属于集成电路技术领域。该MOS单元控制电路包括电源模块，多路由放电MOS单元、充电MOS单元、第一信号单元、第二信号单元、开关单元、第一运放单元、第二运放单元、负载控制模块和AD采样模块形成的控制电路相互并联在电源模块上，其中电源模块与所述放电MOS单元和所述充电MOS单元连接，所述放电MOS单元和所述充电MOS单元连接，所述开关单元分别与所述放电MOS单元和充电MOS单元连接，所述第一信号单元和第二信号单元分别与所述开关单元连接，所述负载控制模块连接于所述放电MOS单元和充电MOS单元之间，所述AD采样模块与所述负载控制模块连接。

Description

一种MOS单元控制电路、放电控制方法及充电控制方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体为一种MOS单元控制电路、放电控制方法及充电控制方法。

背景技术

对于电池或者电容来说，通常通过对应的电路管理系统进行充放电的控制，例如，通过不同信号端输出高/低电平时，可以控制对应的MOS单元进行导通和关断，来实现充放电控制。

在相关技术中，当系统有判断MOS单元好坏的需求时，必须在断开输出的情况下进行诊断，功能实现有局限性，控制逻辑举例如下：请参阅图3，MOS管Q11控制充电，MOS管Q12控制放电，当信号端CHG和信号端DSG输出高/低电平时，对应的MOS管Q11和MOS管Q12进行导通和关断，来实现充放电控制，当放电时关闭MOS管Q12，电路测量探针6的电位，如电位为0V，则可以判断MOS管Q12正常，否则认为短路；如果关闭和开启MOS管Q12的话，探针5的电位约等于电池电压，探针6电位始终为0V，则可以判断MOS管Q12的MOS断路。

我们可以从上面的例子看出，在电源对负载进行输出或者充电过程中，需要诊断MOS单元的话必须关断放电管，无法实现不断开输出的情况下对MOS单元进行诊断，使得诊断效果不理想。

发明内容

本发明实施例提供了一种MOS单元控制电路、放电控制方法及充电控制方法，解决了现有技术中在电源对负载进行输出或者充电过程中，需要诊断MOS单元的话必须关断放电管，无法实现不断开输出的情况下对MOS单元进行诊断，使得诊断效果不理想的技术问题。

鉴于上述问题，第一方面，本发明实施例提供了一种MOS单元控制电路，所述MOS单元控制电路包括：电源模块，多路由放电MOS单元、充电MOS单元、第一信号单元、第二信号单元、开关单元、第一运放单元、第二运放单元、负载控制模块和AD采样模块形成的控制电路相互并联在电源模块上，其中电源模块与所述放电MOS单元和所述充电MOS单元连接，所述放电MOS单元和所述充电MOS单元连接，所述开关单元分别与所述放电MOS单元和充电MOS单元连接，所述第一信号单元和第二信号单元分别与所述开关单元连接，所述负载控制模块连接于所述放电MOS单元和充电MOS单元之间，所述AD采样模块与所述负载控制模块连接。

在其中一个实施例中，MOS单元控制电路还包括负载单元和分流器，所述负载单元与所述充电MOS单元连接，所述分流器与所述负载单元连接。

在其中一个实施例中，所述放电MOS单元包括MOS管Q4，所述充电MOS单元包括MOS管Q3，其中，所述电源模块与所述MOS管Q4的漏极连接，所述MOS管Q4的源极与所述MOS管Q3的源极连接，所述第一信号单元包括信号端DSG_CH1，所述第二信号单元包括信号端CHG_CH1，所述信号端DSG_CH1与所述MOS管Q4的栅极连接，所述信号端CHG_CH1与所述MOS管Q3的栅极连接。

在其中一个实施例中，所述开关单元包括继电器S1，所述第一运放单元包括运放器U1，所述第二运放单元包括运放器U2，所述继电器S1的第一引脚连接于所述MOS管Q4的漏极端，所述S1的第二引脚连接于所述MOS管Q3的漏极端，所述继电器S1的第三引脚分别与所述运放器U1的正极输入端和运放器U2负极输入端连接，所述运放器U1的负极输入端和运放器U2的正极输入端分别与所述MOS管Q3的源极连接，所述运放器U1的输出端连接AD采样端ADC1，所述运放器U2的输出端连接AD采样端ADC2。

在其中一个实施例中，所述负载控制模块包括MOS管Q9和数字控制信号端DI1，所述AD采样模块包括AD采样端ADC5，其中所述数字控制信号端DI1与所述MOS管Q9的栅极连接，所述AD采样端ADC5与所述MOS管Q9的源极连接，所述MOS管Q9的漏极连接于所述MOS管Q4的源极与所述MOS管Q3的源极之间。

第二方面，本发明实施例提供了一种MOS单元放电控制方法，该方法应用于如上述任意一项所述的MOS单元控制电路，所述方法包括：

对放电MOS单元、充电MOS单元标定MOS体内二极管的导通带载压降值和导通阻抗值；

在放电状态时，第二信号单元拉低并关断充电MOS单元，通过负载控制模块的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块，并判定放电MOS单元是断路故障或短路故障或无故障；

通过监测第一运放单元和第二运放单元的输出端，利用标定的MOS体内二极管的导通带载压降值作比较，判定充电MOS单元为断路故障或短路故障；

控制第一信号单元和第二信号单元为低电平，监测AD采样模块，判定放电MOS单元和充电MOS单元均断路或存在短路。

在其中一个实施例中，所述在放电状态时，第二信号单元拉低并关断充电MOS单元，通过负载控制模块的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块，并判定放电MOS单元是断路故障或短路故障或无故障的步骤，具体包括：

若AD采样模块换算出放电MOS单元和充电MOS单元的源极之间为电源模块的输入电压，则可以判断放电MOS单元无故障；

若检测出电压为0V，则判定放电MOS单元断路损坏；

此时拉低第一信号单元，检测放电MOS单元和充电MOS单元的源极极的电压，若此时其电位为电源模块的输入电压，则判定放电MOS单元短路故障。

在其中一个实施例中，所述通过监测第一运放单元和第二运放单元的输出端，利用标定的MOS体内二极管的导通带载压降值作比较，判定充电MOS单元为断路故障或短路故障的步骤，具体包括：

若第二运放单元的输出的值严重小于对应的工作温度和负载电流范围内的标定的MOS体内二极管的导通带载压降值，则可以判定充电MOS单元为短路故障，若此时第一运放单元溢出，则判定充电MOS单元断路故障。

在其中一个实施例中，所述控制第一信号单元和第二信号单元为低电平，监测AD采样模块，判定放电MOS单元和充电MOS单元均断路或存在短路的步骤，具体包括：

若AD采样模块监测为0V，则判定放电MOS单元和充电MOS单元均断路；

控制第一信号单元和第二信号单元拉低，拉高负载控制模块的数字控制信号端，监测AD采样模块，若此时仍为高电平，则判定放电MOS单元和充电MOS单元存在短路；

通过开关单元切换保持监测放电MOS单元，若实际的第一运放单元输出的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的导通阻抗值，则可以判定为放电MOS单元短路；

开关单元切换保持监测充电MOS单元，若实际的第一运放单元输出的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的导通阻抗值，则可以判定为充电MOS单元短路。

第三方面，本发明实施例提供了一种MOS单元充电控制方法，该方法应用于如上述任意一项所述的MOS单元控制电路，所述方法包括：

对放电MOS单元、充电MOS单元标定MOS体内二极管的导通带载压降值和导通阻抗值；

在充电状态时，第二信号单元拉低并关断充电MOS单元，通过负载控制模块的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块，并判定放电MOS单元是断路故障或无故障，通过拉低或者拉高第一信号单元，监测AD采样模块，判定放电MOS单元是否为短路故障；

拉低第一信号单元和第二信号单元，拉高负载控制模块的数字控制信号端，监测AD采样模块，判定充电MOS单元充电管是否为短路状态；

保持第一信号单元拉低，若第二信号单元在拉低或者拉高时，均监测AD采样模块为0V，则判定充电MOS单元断路；

控制第一信号单元和第二信号单元为低电平，监测AD采样模块，判定放电MOS单元和充电MOS单元是否均断路

控制第一信号单元和第二信号单元拉低，拉高负载控制模块的数字控制信号端，检测AD采样模块，若此时仍为高电平，则可以判定充电MOS单元和放电MOS单元存在短路。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例提供的一种MOS单元控制电路，包括：电源模块，多路由放电MOS单元、充电MOS单元、第一信号单元、第二信号单元、开关单元、第一运放单元、第二运放单元、负载控制模块和AD采样模块形成的控制电路相互并联在电源模块上，其中，第一信号单元和第二信号单元用于输出高电平和低电平，放电MOS单元用于控制电源模块的输出，控制信号由第一信号单元发出，充电MOS单元用于控制对电源模块的输入，控制信号由第二信号单元发出，例如对电源模块进行充电时，可以随时控制充电设备停止充电，第一运放单元和第二运放单元可以是具有耐高共模电压的电流检测运放，开关单元可以是单刀双掷低阻抗继电器，用于对放电MOS单元和充电MOS单元的VDS电压进行实时采样和切换，另外负载控制模块和AD采样模块，供诊断时进行判断使用，本设计可以通过分开控制每一路由放电MOS单元、充电MOS单元、第一信号单元、第二信号单元、开关单元、第一运放单元、第二运放单元、负载控制模块和AD采样模块形成的相互并联在电源模块上的控制电路，保证了可以在充放电时进行带载检测，保证了电路的持续供电，极大的提高了多元化的MOS单元检测诊断场景需求，可以在不断开输出的情况下进行诊断功能，保证了系统的工作稳定进行，提升了系统运行的效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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附图。

图1为本发明实施例的一种MOS单元控制电路的模块示意图；

图2为本发明实施例的一种MOS单元控制电路的电路示意图；

图3为本发明实施例中一种MOS单元控制电路的现有技术电路示意图。

附图标记说明：100、电源模块；210、放电MOS单元；220、充电MOS单元；310、第一信号单元；320、第二信号单元；400、开关单元；510、第一运放单元；520、第二运放单元；600、负载控制模块；700、AD采样模块；800、负载单元；900、分流器。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种MOS单元控制电路、放电控制方法及充电控制方法，用于解决现有技术中在电源对负载进行输出或者充电过程中，需要诊断MOS单元的话必须关断放电管，无法实现不断开输出的情况下对MOS单元进行诊断，使得诊断效果不理想的技术问题。

本发明提供的技术方案总体思路如下：

MOS单元控制电路包括：电源模块100以及多路由放电MOS单元210、充电MOS单元220、第一信号单元310、第二信号单元320、开关单元400、第一运放单元510、第二运放单元520、负载控制模块600和AD采样模块700形成的多路相互并联在电源模块上的控制电路。

其中电源模块100与放电MOS单元210和充电MOS单元220连接，放电MOS单元210和充电MOS单元220连接，开关单元400分别与放电MOS单元210和充电MOS单元220连接，第一信号单元310和第二信号单元320分别与开关单元400连接，负载控制模块600连接于放电MOS单元210和充电MOS单元220之间，AD采样模块700与负载控制模块600连接，其中，第一信号单元310和第二信号单元320用于输出高电平和低电平，放电MOS单元210用于控制电源模块100的输出，控制信号由第一信号单元310发出，充电MOS单元220用于控制对电源模块100的输入，控制信号由第二信号单元320发出，例如对电源模块100进行充电时，可以随时控制充电设备停止充电，第一运放单元510和第二运放单元520可以是具有耐高共模电压的电流检测运放，开关单元400可以是单刀双掷低阻抗继电器，用于对放电MOS单元210和充电MOS单元220的VDS电压进行实时采样和切换，单刀双掷低阻抗继电器和运放相互配合，节省了硬件成本，另外负载控制模块600和AD采样模块700，供诊断时进行判断使用。

本设计可以通过分开控制每一路由放电MOS单元210、充电MOS单元220、第一信号单元310、第二信号单元320、开关单元400、第一运放单元510、第二运放单元520、负载控制模块600和AD采样模块700形成的相互并联在电源模块上的控制电路，保证了可以在充放电时进行带载检测，保证了电路的持续供电，极大的提高了多元化的MOS单元检测诊断场景需求，可以在不断开输出的情况下进行诊断功能，保证了系统的工作稳定进行，提升了系统运行的效率。

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。

实施例一

请参阅图2，MOS单元控制电路还包括负载单元800和分流器900，负载单元800与充电MOS单元220连接，分流器900与负载单元800连接，负载单元800和分流器900是电源模块100的负载以及总回路上的分流器900，负载单元800作为电源模块100的一个负载，它可以是一个或多个电子元件、器件或系统，需要从电源模块100提取电流或功率进行正常运行，负载单元800与充电MOS单元220连接，接收来自充电MOS单元220的电流供应，通过控制负载单元800的开关状态，可以控制负载的启用和断开，分流器900作为总回路上的分流器，它的主要功能是将电源输出的电流分配给不同的负载或其他电路部件。

进一步的，放电MOS单元210包括MOS管Q4，充电MOS单元220包括MOS管Q3，其中，电源模块100与MOS管Q4的漏极连接，MOS管Q4的源极与MOS管Q3的源极连接，实现了放电MOS单元210和充电MOS单元220之间的电流共享，第一信号单元310包括信号端DSG_CH1，第二信号单元320包括信号端CHG_CH1，信号端DSG_CH1与MOS管Q4的栅极连接，用于向MOS管Q4发送相应的控制信号，信号端CHG_CH1与MOS管Q3的栅极连接，用于向MOS管Q3发送相应的控制信号。

进一步的，开关单元400包括继电器S1，第一运放单元510包括运放器U1，第二运放单元520包括运放器U2，继电器S1的第一引脚连接于MOS管Q4的漏极端，S1的第二引脚连接于MOS管Q3的漏极端，继电器S1的第三引脚分别与运放器U1的正极输入端和运放器U2负极输入端连接，运放器U1的负极输入端和运放器U2的正极输入端分别与MOS管Q3的源极连接，运放器U1的输出端连接AD采样端ADC1，运放器U2的输出端连接AD采样端ADC2，继电器S1可以采用单刀双掷低阻抗继电器，实现对MOS管Q3和MOS管Q4的VDS电压进行实时采样和切换的控制和信号转换，具体的，继电器S1通过第一和第二引脚连接到放电和充电MOS管的漏极端，用于控制其导通和截止状态，运放器U1和U2则负责信号放大、转换和采样功能，运放器U1和U2可以采用具有耐高共模电压的电流检测运放，电流信号放大倍数可调。其中，单路MOS使用双运放的原因是要实现双向电流采样，利用耐高共模电压的电流检测运放可以对MOS单元进行精确的工作状态监测。

进一步的，负载控制模块600包括MOS管Q9和数字控制信号端DI1，AD采样模块700包括AD采样端ADC5，其中数字控制信号端DI1与MOS管Q9的栅极连接，AD采样端ADC5与MOS管Q9的源极连接，MOS管Q9的漏极连接于MOS管Q4的源极与MOS管Q3的源极之间，数字控制信号端DI1通过连接到MOS管Q9的栅极，可以控制MOS管Q9的导通和截止状态。AD采样端ADC5通过连接到MOS管Q9的源极，可以对MOS管Q9输出的电流进行采样和监测。

具体的，请参阅图2，MOS管Q4、MOS管Q3、信号端DSG_CH1、信号端CHG_CH1、继电器S1、运放器U1、运放器U2、AD采样端ADC1、AD采样端ADC2、MOS管Q9、数字控制信号端DI1、AD采样端ADC5形成第一路控制电路，与之并联的第二路控制电路由与第一路控制电路连接方式相同的MOS管Q2、MOS管Q1、信号端DSG_CH2、信号端CHG_CH2、继电器S2、运放器U5、运放器U6、AD采样端ADC3、AD采样端ADC4、MOS管Q10、数字控制信号端DI2、AD采样端ADC6连接组成。

本设计利用多路控制电路并联，并且可以分开单独控制每一路控制电路的方案，保证了可以在充放电时进行带载检测，保证了电路的持续供电。

实施例二

本发明实施例提供了一种MOS单元放电控制方法，方法包括：

对放电MOS单元210、充电MOS单元220标定MOS体内二极管的导通带载压降值和导通阻抗值；

具体的，对放电MOS单元210、充电MOS单元220标定MOS体内二极管的导通带载压降值和导通阻抗值，对放电MOS单元210、充电MOS单元220进行导通阻抗和体内二极管的导通带载压降值标定，方便与MOS单元失效后的电气特征进行比对，举例来说，具体方法可以包括：

MOS单元在不同情况下的阻抗特征摸底：MOS单元部分的阻抗分为MOS单元的导通阻抗Rdson和MOS单元底部焊盘和PCB焊盘之间焊接的阻抗Rpad，首先，在正常的驱动信号下对MOS单元进行100mA～100A的电流带载测试(假如额定电流为100A)，得到一个单个充放电MOS单元在不同放电电流下的阻抗和电流的关系式：

Vds_DSG_D＝(Rdson+Rpad)*Ids*Gain1+X1 (1)

Vds_CHG_D＝(Rdson+Rpad)*Ids*Gain2+X2 (2)

其中X为修正参数，可对测试环境加入环境温度后的Vds进行温度特性匹配。

然后，在正常的驱动信号下对MOS单元进行1A～100A的电流充电测试(假如额定电流为100A)，得到一个单个充放电MOS在不同充电电流下的阻抗和电流的关系式：

Vds_DSG_C＝(Rdson+Rpad)*Ids*Gain3+X3 (3)

Vds_CHG_C＝(Rdson+Rpad)*Ids**Gain4+X4 (4)

接着，标定MOS体内二极管的导通带载压降，分别在充电和放电时对放电管和充电管进行关闭，使用运放测得充电MOS和放电MOS的压降：

V_Diode_CHG＝Vf_CHG*Gain5+X5 (5)

V_Diode_DSG＝Vf_DSG*Gain6+X6 (6)

同样X5和X6为不同环境温度和负载电流下的通流压降。

请参阅图2，上述电压数据均为运放器U1～U4采集的返回值ADC1～ADC4，Gainx为运放增益，导通阻抗和体二极管标定阻抗后的电压增益需要和断路时的溢出值做好区分，例如溢出值为4.9V，体二极管和导时标定后的增益值要起码小于4V。

可以理解的，MOS单元的失效形式有两种表现：

断路：无法实现导通功能，阻抗表现为无穷大；

短路：栅极无法控制MOS的关断，一直表现为导通状态；

当系统通过分流器900反馈到的电流是额定负载的50％时，可以进行MOS单元的诊断控制逻辑。

在放电状态时，第二信号单元320拉低并关断充电MOS单元220，通过负载控制模块600的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块700，并判定放电MOS单元210是断路故障或短路故障或无故障；

进一步的，在放电状态时，第二信号单元320拉低并关断充电MOS单元220，通过负载控制模块600的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块700，并判定放电MOS单元210是断路故障或短路故障或无故障的步骤，是充电MOS单元220功能正常，放电MOS单元210异常损坏的判断方案具体包括：

若AD采样模块700换算出放电MOS单元210和充电MOS单元220的源极之间为电源模块100的输入电压，则可以判断放电MOS单元210无故障；

若检测出电压为0V，则判定放电MOS单元210断路损坏；

此时拉低第一信号单元310，检测放电MOS单元210和充电MOS单元220的源极极的电压，若此时其电位为电源模块100的输入电压，则判定放电MOS单元210短路故障。

请参阅图2，信号端CHG_CH1拉低，关断MOS管Q3，此时数字控制信号端DI1拉高，检测AD采样端ADC5，如果AD采样端ADC5换算出MOS管Q4和MOS管Q3的S极之间为V_POWEROUT，则可以判断MOS管Q4无故障，若检测出电压为0V，则判定MOS管Q4断路损坏。

此时拉低信号端DSG_CH1，检测MOS管Q4和MOS管Q3的S极的电压，若此时其电位为V_POWEROUT，则判定MOS管Q4短路故障。

通过监测第一运放单元510和第二运放单元520的输出端，利用标定的MOS体内二极管的导通带载压降值作比较，判定充电MOS单元220为断路故障或短路故障，该步骤为放电管功能正常，充电管异常损坏的判断方案，具体包括：

若第二运放单元520的输出的值严重小于对应的工作温度和负载电流范围内的标定的MOS体内二极管的导通带载压降值，则可以判定充电MOS单元220为短路故障，若此时第一运放单元510溢出，则判定充电MOS单元220断路故障，可参阅图2，拉低信号端CHG_CH1，此时MOS管Q3应该关断，监测AD采样端ADC2，利用上述标定的V_Diode_CHG作比较，若AD采样端ADC2的值严重小于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值(例如未增益前0.3V左右)，则可以判定MOS管Q3为短路。

若此时运放器U1运放溢出，AD采样端ADC1值在4.9V左右，则可以判定Q3断路。

进一步的，控制第一信号单元310和第二信号单元320为低电平，监测AD采样模块700，判定放电MOS单元210和充电MOS单元220均断路或存在短路，该步骤为充电管和放电管同时断路或电管和放电管同时短路判断方案，具体包括：

若AD采样模块700监测为0V，则判定放电MOS单元210和充电MOS单元220均断路；

请参阅图2，此时控制信号端CHG_CH1和信号端DSG_CH1为低电平，监测AD采样端ADC5，若AD采样端ADC5为0V，则判定MOS管Q4和MOS管Q3均断路。

控制第一信号单元310和第二信号单元320拉低，拉高负载控制模块600的数字控制信号端，监测AD采样模块700，若此时仍为高电平，则判定放电MOS单元210和充电MOS单元220存在短路；

通过开关单元400切换保持监测放电MOS单元210，若实际的第一运放单元510输出的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的导通阻抗值，则可以判定为放电MOS单元210短路；

开关单元400切换保持监测充电MOS单元220，若实际的第一运放单元510输出的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的导通阻抗值，则可以判定为充电MOS单元220短路；

请参阅图2，控制信号端CHG_CH1和信号端DSG_CH2拉低，拉高数字控制信号端DI1，检测AD采样端ADC5，若此时仍为高电平，则可以判定MOS管Q3和MOS管Q4存在短路；

继电器S1切换到1引脚保持监测MOS管Q4，若实际的AD采样端ADC1的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的Vds_DSG_D值，则可以判定为MOS管Q4短路。

继电器S1切换到2引脚保持监测MOS管Q3，若实际的AD采样端ADC2的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的Vds_CHG_D值，则可以判定为MOS管Q3短路。

实施例三

本发明实施例提供了一种MOS单元充电控制方法，方法包括：

对放电MOS单元210、充电MOS单元220标定MOS体内二极管的导通带载压降值值和导通阻抗值；

在充电状态时，第二信号单元320拉低并关断充电MOS单元220，通过负载控制模块600的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块700，并判定放电MOS单元210是断路故障或无故障，通过拉低或者拉高第一信号单元310，监测AD采样模块700，判定放电MOS单元210是否为短路故障；

具体的，请参阅图2，信号端CHG_CH1拉低，关断MOS管Q3，此时数字控制信号端DI1拉高，检测AD采样端ADC5，如果AD采样端ADC5换算出MOS管Q4和MOS管Q3的S极之间为V_POWEROUT，则可以判断MOS管Q4无故障，若检测出电压为0V，则判定MOS管Q4断路损坏。

此时拉低或者拉高信号端DSG_CH1，检测MOS管Q4和MOS管Q3的S极的电压，若此时其电位均为V_POWEROUT，则判定MOS管Q4短路故障。

拉低第一信号单元310和第二信号单元320，拉高负载控制模块600的数字控制信号端，监测AD采样模块700，判定充电MOS单元220充电管是否为短路状态；

具体的，请参阅图2，拉低信号端CHG_CH1和信号端DSG_CH1，拉高数字控制信号端DI1，监测AD采样端ADC5，若此时AD采样端ADC5检测出来为充电电压，则判定MOS管Q3为短路，

保持第一信号单元310拉低，若第二信号单元320在拉低或者拉高时，均监测AD采样模块700为0V，则判定充电MOS单元220断路；

请参阅图2，保持信号端DSG_CH1拉低，若信号端CHG_CH1在拉低或者拉高时，均监测AD采样端ADC5为0V，则判定MOS管Q3断路；

控制第一信号单元310和第二信号单元320为低电平，监测AD采样模块700，判定放电MOS单元210和充电MOS单元220是否均断路；

请参阅图2，此时控制信号端CHG_CH1和信号端DSG_CH1为低电平，监测AD采样端ADC5，若AD采样端ADC5均为0V，则判定MOS管Q4和MOS管Q3均断路；

控制第一信号单元310和第二信号单元320拉低，拉高负载控制模块600的数字控制信号端，检测AD采样模块700，若此时仍为高电平，则可以判定充电MOS单元220和放电MOS单元210存在短路；

请参阅图2，此时控制信号端CHG_CH1和信号端DSG_CH2拉低，拉高数字控制信号端DI1，检测AD采样端ADC5，若此时仍为高电平，则可以判定MOS管Q3和MOS管Q4存在短路；

继电器S1切换到1引脚保持监测MOS管Q4，若实际的AD采样端ADC2的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的Vds_DSG_D值，则可以判定为MOS管Q4短路。

继电器S1切换到2引脚保持监测MOS管Q3，若实际的AD采样端ADC1的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的Vds_CHG_D值，则可以判定为MOS管Q3短路。

综上，先单独检测第一路控制电路中的MOS管Q4和MOS管Q3，第二路控制电路中的MOS管Q2和MOS管Q1再执行相同的逻辑，利用多路控制电路并联，并且分开控制的方案，保证了可以在充放电时进行带载检测，保证了电路的持续供电，且AD采样端ADC5和ADC6巧妙的将双漏极之间的电平拉低，提升了检测状态的可靠性和时效。

综上，本设计极大的提高了多元化的MOS检测诊断场景需求，可以在不断开输出的情况下进行诊断功能，保证了系统的工作稳定进行，提升了系统运行的效率，另外此控制和诊断逻辑适配性极强，可随意匹配同类型应用，开关单元400的应用也极具拓展性，可以使用其他开关进行的放电MOS单元210和充电MOS单元220采样工作的切换，进一步缩减成本。

当负载电流或者充电电流的需求进一步增大时，设计上可以在放电MOS单元210和充电MOS单元220的基础上并联MOS单元，提升整体电路的过流能力。

尽管已描述了本发明的优选实施例，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范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种MOS单元控制电路，其特征在于，包括：电源模块，多路由放电MOS单元、充电MOS单元、第一信号单元、第二信号单元、开关单元、第一运放单元、第二运放单元、负载控制模块和AD采样模块形成的控制电路相互并联在电源模块上，其中电源模块与所述放电MOS单元和所述充电MOS单元连接，所述放电MOS单元和所述充电MOS单元连接，所述开关单元分别与所述放电MOS单元和充电MOS单元连接，所述第一信号单元和第二信号单元分别与所述开关单元连接，所述负载控制模块连接于所述放电MOS单元和充电MOS单元之间，所述AD采样模块与所述负载控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种MOS单元控制电路，其特征在于，还包括负载单元和分流器，所述负载单元与所述充电MOS单元连接，所述分流器与所述负载单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种MOS单元控制电路，其特征在于，所述放电MOS单元包括MOS管Q4，所述充电MOS单元包括MOS管Q3，其中，所述电源模块与所述MOS管Q4的漏极连接，所述MOS管Q4的源极与所述MOS管Q3的源极连接，所述第一信号单元包括信号端DSG_CH1，所述第二信号单元包括信号端CHG_CH1，所述信号端DSG_CH1与所述MOS管Q4的栅极连接，所述信号端CHG_CH1与所述MOS管Q3的栅极连接。

4.根据权利要求3所述的一种MOS单元控制电路，其特征在于，所述开关单元包括继电器S1，所述第一运放单元包括运放器U1，所述第二运放单元包括运放器U2，所述继电器S1的第一引脚连接于所述MOS管Q4的漏极端，所述S1的第二引脚连接于所述MOS管Q3的漏极端，所述继电器S1的第三引脚分别与所述运放器U1的正极输入端和运放器U2负极输入端连接，所述运放器U1的负极输入端和运放器U2的正极输入端分别与所述MOS管Q3的源极连接，所述运放器U1的输出端连接AD采样端ADC1，所述运放器U2的输出端连接AD采样端ADC2。

5.根据权利要求3所述的一种MOS单元控制电路，其特征在于，所述负载控制模块包括MOS管Q9和数字控制信号端DI1，所述AD采样模块包括AD采样端ADC5，其中所述数字控制信号端DI1与所述MOS管Q9的栅极连接，所述AD采样端ADC5与所述MOS管Q9的源极连接，所述MOS管Q9的漏极连接于所述MOS管Q4的源极与所述MOS管Q3的源极之间。

6.一种MOS单元放电控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任意一项所述的一种MOS单元控制电路，所述方法包括：

对放电MOS单元、充电MOS单元标定MOS体内二极管的导通带载压降值和导通阻抗值；

在放电状态时，第二信号单元拉低并关断充电MOS单元，通过负载控制模块的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块，并判定放电MOS单元是断路故障或短路故障或无故障；

通过监测第一运放单元和第二运放单元的输出端，利用标定的MOS体内二极管的导通带载压降值作比较，判定充电MOS单元为断路故障或短路故障；

控制第一信号单元和第二信号单元为低电平，监测AD采样模块，判定放电MOS单元和充电MOS单元均断路或存在短路。

7.根据权利要求6所述的一种MOS单元放电控制方法，其特征在于，所述在放电状态时，第二信号单元拉低并关断充电MOS单元，通过负载控制模块的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块，并判定放电MOS单元是断路故障或短路故障或无故障的步骤，具体包括：

若AD采样模块换算出放电MOS单元和充电MOS单元的源极之间为电源模块的输入电压，则可以判断放电MOS单元无故障；

若检测出电压为0V，则判定放电MOS单元断路损坏；

此时拉低第一信号单元，检测放电MOS单元和充电MOS单元的源极极的电压，若此时其电位为电源模块的输入电压，则判定放电MOS单元短路故障。

8.根据权利要求6所述的一种MOS单元放电控制方法，其特征在于，所述通过监测第一运放单元和第二运放单元的输出端，利用标定的MOS体内二极管的导通带载压降值作比较，判定充电MOS单元为断路故障或短路故障的步骤，具体包括：

若第二运放单元的输出的值严重小于对应的工作温度和负载电流范围内的标定的MOS体内二极管的导通带载压降值，则可以判定充电MOS单元为短路故障，若此时第一运放单元溢出，则判定充电MOS单元断路故障。

9.根据权利要求6所述的一种MOS单元放电控制方法，其特征在于，所述控制第一信号单元和第二信号单元为低电平，监测AD采样模块，判定放电MOS单元和充电MOS单元均断路或存在短路的步骤，具体包括：

若AD采样模块监测为0V，则判定放电MOS单元和充电MOS单元均断路；

控制第一信号单元和第二信号单元拉低，拉高负载控制模块的数字控制信号端，监测AD采样模块，若此时仍为高电平，则判定放电MOS单元和充电MOS单元存在短路；

通过开关单元切换保持监测放电MOS单元，若实际的第一运放单元输出的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的导通阻抗值，则可以判定为放电MOS单元短路；

开关单元切换保持监测充电MOS单元，若实际的第一运放单元输出的值不等于对应的工作温度和负载电流范围内的标定值的导通阻抗值，则可以判定为充电MOS单元短路。

10.一种MOS单元充电控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任意一项所述的一种MOS单元控制电路，所述方法包括：

对放电MOS单元、充电MOS单元标定MOS体内二极管的导通带载压降值和导通阻抗值；

在充电状态时，第二信号单元拉低并关断充电MOS单元，通过负载控制模块的数字控制信号端拉高，监测AD采样模块，并判定放电MOS单元是断路故障或无故障，通过拉低或者拉高第一信号单元，监测AD采样模块，判定放电MOS单元是否为短路故障；

拉低第一信号单元和第二信号单元，拉高负载控制模块的数字控制信号端，监测AD采样模块，判定充电MOS单元充电管是否为短路状态；

保持第一信号单元拉低，若第二信号单元在拉低或者拉高时，均监测AD采样模块为0V，则判定充电MOS单元断路；

控制第一信号单元和第二信号单元为低电平，监测AD采样模块，判定放电MOS单元和充电MOS单元是否均断路

控制第一信号单元和第二信号单元拉低，拉高负载控制模块的数字控制信号端，检测AD采样模块，若此时仍为高电平，则可以判定充电MOS单元和放电MOS单元存在短路。