CN210051850U - 一种mosfet管导通电阻参数检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，包括电流采集模块、电压采集模块、电源模块、控制器和功率电阻R1；功率电阻R1的一端与待检测MOSFET管的漏极D连接，其另一端与电源模块连接，待检测MOSFET管的栅极G受控制器的输出端I/O触发导通，其源极S接地，电流采集模块的采集端用于采集流过功率电阻R1的电流信号，其输出端与控制器连接，电压采集模块的采集端用于采集待检测MOSFET管的两端的电压信号，其输出端与控制器连接，具有检测MOSFET管导通电阻参数的主要功能。

Description

一种MOSFET管导通电阻参数检测电路

技术领域

本实用新型属于测试装置技术领域，具体涉及一种MOEFET管导通电阻参数检测电路。

背景技术

MOSFET管是金属氧化物半导体场效应管的简称，具有输入阻抗高、开关速度快、驱动放大电路简单的优良的高频性能，广泛应用于低压电动汽车电机驱动器、感应加热等领域，单个功率器件在电路中的耐压和输出电流能力有限，所以多个MOSFET管并联成为逆变器主回路的理想选择，多个MOSFET管并联工作过程中，需要保证功率器件参数一致性，而导通电阻是保证功率器件参数一致性的最为关键的参数之一，然而，即使某一厂家同一批次产品，其电阻参数也存在较大的离散型，为了保证在并联使用中MOSFET管的可靠性，MOSFET管的电阻参数测量在使用过程中显得特别重要；

现有的检测MOSFET管的方法有很多，但是检测误差都比较大，而且没有对检测到的数据具有记录功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，该MOSFET管导通电阻参数检测电路具有检测MOSFET管导通其电阻参数的主要功能优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，包括电流采集模块、电压采集模块、电源模块、控制器和功率电阻R1；

所述的功率电阻R1的一端与待检测MOSFET管的漏极D连接，其另一端与电源模块连接，所述的待检测MOSFET管的栅极G受所述的控制器的输出端I/O触发导通，其源极S接地，所述的电流采集模块的采集端用于采集流过所述的功率电阻R1的电流信号，其输出端与所述的控制器连接，所述的电压采集模块的采集端用于采集所述的待检测MOSFET管的两端的电压信号，其输出端与所述的控制器连接。

在上述技术方案中，所述的电流采集模块包括采集流过所述的功率电阻R1上的电流信号的电流传感器CT1和电流调理电路，所述的电流调理电路包括运算放大器芯片U2，所述的运算放大器芯片U2的输入端与电流传感器CT1的输出端连接，所述的运算放大器芯片U2的输出端与控制器的AD端口连接。

在上述技术方案中，所述的控制器的输出端I/O与所述的待检测MOSFET管的栅极G之间设置有第一驱动放大电路，所述的第一驱动放大电路包括驱动芯片U3，所述的驱动芯片 U3的引脚VDD和引脚VDD均通过电容C2接地且与输出电源V2连接，所述的驱动芯片 U3的引脚OUT和引脚OUT均通过电阻R15与待检测MOSFET管的栅极G连接，所述的驱动芯片U3的引脚IN与所述的控制器的输出端I/O连接，所述的驱动芯片U3的引脚AGND 和引脚PGND与所述的待检测MOSFET的源极S连接并接地。

在上述技术方案中，所述的采集模块包括光电隔离Sigma-Delta调制电路，所述的光电隔离Sigma-Delta调制电路包括光耦芯片U4，所述的光耦芯片U4的电压检测端与所述的待检测MOSFET管的漏极D和源极S连接，所述的光耦芯片U4的输出端与控制器的SDFM接口连接。

在上述技术方案中，所述的电源模块包括输出电源V1、输出电源V2、输出电源V3、输出电源V4、输出电源V5和输出电源Vcc，所述的输出电源V1的输出端与所述的功率电阻R1的远离所述的待检测MOSFET管的一端连接，所述的输出电源V2的输出端与所述的第一驱动放大电路的供电端连接。

在上述技术方案中，还包括第二驱动放大电路、显示屏和报警器，所述的第二驱动放大电路的输入端与所述的控制器连接，所述的第二驱动放大电路的输出端分别与所述的显示屏与报警器连接。

在上述技术方案中，所述的第二驱动放大电路包括三极管Q2，所述的三极管Q2的发射极与所述的输出电源Vcc连接，所述的三极管Q2的基极通过电阻R14与控制器连接，所述的三极管Q2的集电极分别与所述的显示屏和报警器连接。

在上述技术方案中，所述的待检测MOSFET管由NMOS管组成。

在上述技术方案中，所述的功率电阻R1和所述的待检测MOSFET管上均设置有散热片。

在上述技术方案中，所述的电流传感器CT1为霍尔传感器。

本实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路采用功率电阻R1、第一驱动放大电路、Sigma-Delta调制电路以及电流调理电路配合工作检测待检测MOSFET管导通时的电阻值，通过控制器与显示屏连接，能够直观的显示出待检测MOSFET管导通时的电阻值，当待检测MOSFET管导通时的电阻值出现异常时，报警器能够及时的识别出非正常的待检测MOSFET管，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路的电路示意图。

图2是本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路的电流调理电路示意图。

图3是本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路的第一驱动放大电路示意图。

图4是本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路的第二驱动放大电路示意图。

图5是本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路的Sigma-Delta调制电路示意图。

其中，1：控制器，2：显示屏，3：报警器。

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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

为了方便说明，在以下实施例中，输出电源V3的电压值为-15V，输出电源V4的电压值为+15V，输出电源V3的电压值为+3.3V，输出电压Vcc的电压值为+5V。

实施例1

一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，包括流采集模块、电压采集模块、电源模块、控制器和功率电阻R1；

功率电阻R1的一端与待检测MOSFET管的漏极D连接，其另一端与电源模块连接，待检测MOSFET管的栅极G受控制器的输出端I/O触发导通，其源极S接地，电流采集模块的采集端用于采集流过功率电阻R1的电流信号，其输出端与控制器连接，电压采集模块的采集端用于采集待检测MOSFET管的两端的电压信号，其输出端与控制器连接。

本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路采用电流采集模块、电压采集模块、控制器1和流通电路配合工作检测待检测MOSFET管导通时的电阻值。

作为优选，控制器1为DSP，可以采用TI公司的TMS320F28377D芯片，采用控制器1能够实现对待检测MOSFET管的检测数据进行记录。

作为优选，电源模块包括输出电源V1、输出电源V2、输出电源V3、输出电源V4、输出电源V5和输出电源Vcc，输出电源V1的输出端与功率电阻R1的远离待检测MOSFET管的一端连接，输出电源V2的输出端与第一驱动放大电路的供电端连接，其中，输出电源V1为高压直流电源，其中，电源模块为整个电路提供电源供电。

进一步，功率电阻R1的一端与输出电源V1连接，其另一端与待检测MOSFET管的漏极D连接，待检测MOSFET管的源极S与接地端连接。

作为优选，功率电阻R1和待检测MOSFET管上均设置有散热片，加快工作过程中功率电阻R1和待检测MOSFET管的散热速度，有效避免由于功率电阻R1和待检测MOSFET管的热量过高造成测量不精确的情况，其中，功率电阻R1的参数值选取可以根据需要待检测MOSFET 管的型号(该待检测MOSFET管的说明书记载内容)的额定电流确定，功率电阻R1的参数值选取还需要考虑到在测试回路中测试的电流值的范围值为待检测MOSFET管的额定电流的 1/10～1/2，确保待检测MOSFET管导通时待检测MOSFET的压降小于200mV。

作为优选，MOSFET管由NMOS管组成，因为在低压电动汽车电机驱动电路、高频感应加热功率回路中所用的MOSFET多为多个NMOS管并联组成。

实施例2

以实施例1为基础，电流采集模块包括电流传感器CT1和电流调理电路，该电流传感器CT1 为霍尔传感器，电流传感器CT1的采集端以用于采集流过功率电阻R1上的电流信号，电流传感器的输出端与电流调理电路连接，电流调理电路包括运算放大器芯片U2，运算放大器芯片U2 的输入端与电流传感器CT1的输出端连接，运算放大器芯片U2的输出端与控制器的AD端口连接，其中，运算放大器芯片U2的引脚4与电流传感器CT1的输出端通过电阻R2连接，电阻R2 的靠近电流传感器CT1的一端连接电阻R0的一端，电阻R0的另一端接地，运算放大器芯片U2 的引脚4通过电阻R5与运算放大器芯片U2的引脚10连接，电阻R5的两端与电容C1并联组成了积分放大电路，能够对运算放大器芯片U2的引脚4上的信号进行积分放大，电阻R2与电阻R5 之间与滑动变阻器R4的移动端连接，滑动变阻器R4的固定端1与输出电源V3连接，滑动变阻器R4的固定端2接地，该滑动变阻器R4能够对电阻R2两端的电压信号整体抬高，是一个加法电路，能够与电阻R2两端的电压信号进行叠加，运算放大器芯片U2的引脚5通过电阻R3接地，运算放大电路芯片U2的引脚1通过电容C3与其引脚8连接，运算放大电路芯片U2的引脚2通过电容C4与其引脚8连接，运算放大器芯片U2的引脚10与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与输出电源Vcc连接，运算放大器芯片U2的引脚与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极接地，输出电源Vcc与二极管D1和二极管D2组成了钳位保护，能够对运算放大电路芯片U2的引脚10输出的信号限制在0～+Vcc的范围内，二极管D2的阴极通过电阻R6与控制器的输入端连接，二极管D2的阳极通过电容C5与控制器的A/D端口连接，进一步，电流传感器CT1的正供电端与输出电源V4连接，电流传感器CT1的负供电端与输出电源V3连接，运算放大器芯片U1 的型号为ICL7650，电流传感器CT1的型号为霍尔传感器LA25-NP。

控制器1的输出端I/O与待检测MOSFET管的栅极G之间设置有第一驱动放大电路，第一驱动放大电路包括驱动芯片U3，驱动芯片U3的引脚1(VDD)和引脚8(VDD)均通过电容C2接地且与输出电源V2连接，驱动芯片U3的引脚6(OUT)和引脚7(OUT)均通过电阻R15与待检测MOSFET管的栅极G连接，该电阻R15为驱动电阻能够抑制驱动芯片 U3的引脚OUT和引脚OUT输出的信号震荡，驱动芯片U3的引脚IN与控制器的输出端I/O 连接，驱动芯片U3的引脚AGND和引脚PGND均与待检测MOSFET的源极S连接并接地，其中，驱动芯片U3的型号为UCC37321。

采集模块包括光电隔离Sigma-Delta调制电路，光电隔离Sigma-Delta调制电路可以采用Avago公司的ACPL-C797芯片。

Sigma-Delta调制电路为光电隔离Sigma-Delta调制电路，其包括光耦芯片U4，光耦芯片U4的电压检测端与待检测MOSFET管的漏极D和源极S连接，光耦芯片U4的输出端与控制器的SDFM接口连接，光耦芯片U4的型号为ACPL-C797，主要用于隔离待检测MOSFET 管与控制器1，起到了保护控电路的功能，当待检测MOSFET管启动和关闭时，会产生尖峰电压甚至会造成MOSFET的损坏，用于避免尖峰电压或者输出电压V1的高电压值引入电路中造成整个电路损坏；光电隔离Sigma-Delta调制电路采用ACPL-C797芯片可以将两个输入端与待检测MOSFET的漏极D和源极S连接用于采集待检测MOSFET两端的电压信号，并将该电压信号转化成信号流，该信号流传输到控制器1的SDFM接口，SDFM接口可以将该信号流转化成电压值。

Sigma-Delta调制电路具体电路为光耦芯片U4的引脚2(VIN+)通过电阻R9和电阻R10 组成的串联电路与待检测MOSFET管的漏极D连接，光耦芯片U4的引脚3与引脚4(GND1)连接并与待检测MOSFET管的源极S连接，电阻R9的靠近光耦芯片U4的引脚的一端通过电容C9与待检测MOSFET管的源极S连接，其另一端通过电阻R13和电阻R11组成的串联电路与待检测MOSFET管的源极S连接，电阻R9、电阻R10、电阻R13、电阻R11以及电容C9组成的分压电路，该分压电路将串联连接的电阻R11和电阻R13的电压输入到光耦芯片U4的引脚2(VIN+)上，通过电阻R10能够在待检测MOSFET管未导通的情况下对光耦芯片U4提供保护，光耦芯片U4的引脚1(VDD1)通过电阻R12与输出电源V2连接，电阻R12与稳压二极管D3的阴极连接，稳压二极管D3的阳极与光耦芯片U4的引脚3(VIN-) 连接，稳压二极管D3的两端与电容C10和C11组成的并联电路并联连接，光耦芯片U4的引脚7通过电阻R7与控制器的SDFM接口连接，光耦芯片U4的引脚6(MDAT)通过电阻 R8与控制器的SDFM接口(其中，SDFM是集成在控制器DSP内部的集成芯片电路)连接，光耦芯片U4的引脚8(VDD2)与输出电源V5连接且该引脚通过电容C8接地，电容C8的远离接地的一端通过电容C6与电阻R7连接且该端通过电容C7与电阻R8连接，电容C6能够对光耦芯片U4的引脚7(MCLK)输出的信号起到滤波的作用，电容C7能够对光耦芯片 U4的引脚6(MDAT)输出的信号起到滤波的作用，电容C8能够对光耦芯片U4的引脚8 (VDD2)的输入电压起到稳压的作用，光耦芯片U4的引脚5(GND2)接地。

具体实施方式如下：将输出电源V1的电压值设置为100V，输出电源V2的电压值设置为 15V，输出电源V1的接地端与输出电源V2的接地端共同与接地端连接，控制器1的输出端输出不连续的PWM波形的电压信号(采用PWM波形电压信号对待检测MOSFET管触发，不仅能够避免由于持续对待检测MOSFET管触发工作而造成循坏，而且能够通过一组PWM波形的电压信号完成多次测试待检测MOSFET管导通的电阻值，使测试的电阻值更加精确)，该电压信号传输到第一驱动放大电路，该第一驱动放大电路对该电压信号进行放大，经放大过的电压信号施加到待检测MOSFET管的栅极G，使输出电源V1、功率电阻R1、待检测MOSFET管组成串联电路，其中，当该经放大过的电压信号达到一定值时(在待检测MOSFET管的栅极G施加一定的电压信号，当该电压信号的数值足够大时，待检测MOSFET管两端的电压值和流过待检测 MOSFET的电流值呈线性关系)，待检测MOSFET管的漏极D与源极S导通，即输出电源V1、功率电阻R1、待检测MOSFET管组成串联电路导通，电流传感器CT1的输入端测量到流过功率电阻R1的电流信号，电流调理电路对该电流信号进行滤波，滤波后的电流信号传输到控制器 1的A/D接口(模数转换接口)，控制器1获得该电流信号的电流值，同时，Sigma-Delta调制电路接收到待检测MOSFET管两端的电压值，并将该电压值传输到控制器1的接口SDFM，对电压值信号进行数据处理，控制器1获得该电压值，控制值根据获得的电流值和电压值获得待检测MOSFET管的电阻值。

实施例3

以实施例2为基础，一种MOSFET管导通电阻参数检测电路还包括第二驱动放大电路、显示屏2和报警器3，第二驱动放大电路的输入端与控制器1连接，第二驱动放大电路的输出端分别与显示屏2与报警器3连接，其中，第二驱动放大电路包括三极管Q2，三极管Q2的发射极与输出电源Vcc连接，三极管Q2的基极通过电阻R14与控制器的输出端连接，三极管Q2的集电极分别与显示屏和报警器连接。

本实用新型的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路通过控制器1与显示屏2连接，能够直观的显示出待检测MOSFET管导通时的电阻值，当待检测MOSFET管导通时的电阻值出现异常时，报警器3能够及时的识别出非正常的待检测MOSFET管，使用方便。

具体实施方式如下：控制器1将获得的电阻值通过显示屏2显示，同时将获得的电阻值与其内部预设的待检测MOSFET管的导通电阻值进行对比，当对比的结果在规定的容差范围内时，则显示屏2显示正常，通过报警器3输出正常的声音，当对比结果超过规定的容差范围时，则显示屏2显示出测量的电阻值，报警器3输出报警的声音，其中，显示屏2可以采用LCD12864液晶显示屏，报警器3可以采用蜂鸣器。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转 90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，包括电流采集模块、电压采集模块、电源模块、控制器和功率电阻R1；

所述的功率电阻R1的一端与待检测MOSFET管的漏极D连接，其另一端与电源模块连接，所述的待检测MOSFET管的栅极G受所述的控制器的输出端I/O触发导通，其源极S接地，所述的电流采集模块的采集端用于采集流过所述的功率电阻R1的电流信号，其输出端与所述的控制器连接，所述的电压采集模块的采集端用于采集所述的待检测MOSFET管的两端的电压信号，其输出端与所述的控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的电流采集模块包括采集流过所述的功率电阻R1上的电流信号的电流传感器CT1和电流调理电路，所述的电流调理电路包括运算放大器芯片U2，所述的运算放大器芯片U2的输入端与电流传感器CT1的输出端连接，所述的运算放大器芯片U2的输出端与控制器的AD端口连接。

3.根据权利要求1所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的控制器的输出端I/O与所述的待检测MOSFET管的栅极G之间设置有第一驱动放大电路，所述的第一驱动放大电路包括驱动芯片U3，所述的驱动芯片U3的引脚VDD和引脚VDD均通过电容C2接地且与输出电源V2连接，所述的驱动芯片U3的引脚OUT和引脚OUT均通过电阻R15与待检测MOSFET管的栅极G连接，所述的驱动芯片U3的引脚IN与所述的控制器的输出端I/O连接，所述的驱动芯片U3的引脚AGND和引脚PGND与所述的待检测MOSFET的源极S连接并接地。

4.根据权利要求1所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的采集模块包括光电隔离Sigma-Delta调制电路，所述的光电隔离Sigma-Delta调制电路包括光耦芯片U4，所述的光耦芯片U4的电压检测端与所述的待检测MOSFET管的漏极D和源极S连接，所述的光耦芯片U4的输出端与控制器的SDFM接口连接。

5.根据权利要求3所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的电源模块包括输出电源V1、输出电源V2、输出电源V3、输出电源V4、输出电源V5和输出电源Vcc，所述的输出电源V1的输出端与所述的功率电阻R1的远离所述的待检测MOSFET管的一端连接，所述的输出电源V2的输出端与所述的第一驱动放大电路的供电端连接。

6.根据权利要求5所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，还包括第二驱动放大电路、显示屏和报警器，所述的第二驱动放大电路的输入端与所述的控制器连接，所述的第二驱动放大电路的输出端分别与所述的显示屏与报警器连接。

7.根据权利要求6所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的第二驱动放大电路包括三极管Q2，所述的三极管Q2的发射极与所述的输出电源Vcc连接，所述的三极管Q2的基极通过电阻R14与控制器连接，所述的三极管Q2的集电极分别与所述的显示屏和报警器连接。

8.根据权利要求1所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的待检测MOSFET管由NMOS管组成。

9.根据权利要求1所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的功率电阻R1和所述的待检测MOSFET管上均设置有散热片。

10.根据权利要求2所述的一种MOSFET管导通电阻参数检测电路，其特征在于，所述的电流传感器CT1为霍尔传感器。

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