一种OR-ing MOSFET故障在线检测的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种OR‑ing MOSFET故障在线检测的方法及系统，该方法包括：将OR‑ing MOSFET栅极驱动关闭，检测VD‑S；将VD‑S与预设故障门限电压比较，判断是否有外部中断，如果是，则触发定时器开始计时，否则，MCU本地故障报警，上报OR‑ing MOSFET失效，同时OR‑ing MOSFET驱动开启；OR‑ing MOSFET驱动关闭持续时间到时后，栅极驱动重新开启，VD‑S小于100mV，电平翻转，触发MCU外部中断，定时器结束计时；判断定时器的计数时间是否大于OR‑ing MOSFET驱动关闭持续时间的一半，若是，MCU本地正常显示，上报OR‑ing MOSFET正常，否则进行新一轮的检测。本发明专利技术减小了维护人员的工作量、减小了OR‑ing MOSFET故障给电源系统的运行安全带来的隐患，提高了电源系统运行的安全性和可靠性以及电源系统的维护效率，大大降低了维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种OR-ing MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)故障在线检测的方法及系统。
技术介绍
在大功率电源系统中，由多个电源模块组成N+1(或N+M)的并联冗余(OR-ing)方式供电，可提高电源系统的可靠性、维护性和扩展性。OR-ing电路可放置于电源系统中的电源模块内部或负载设备供电入口上，对供电母线进行隔离，防止电源系统中某路电源故障或某个电源模块出现故障导致整个电源系统供电故障。目前OR-ing电路采用MOSFET取代肖特基二极管实现，将电源模块或多路供电源与供电母线隔离，采用MOSFET可大幅度降低导通压降，对供电母线的输出压降影响小，可保证大电流情况下，减小MOSFET的功率损耗和结构尺寸，从而提高电源系统的效率。但是，MOSFET为有源器件，其可靠性较差，如果不能及时发现MOSFET故障失效，将会使电源模块故障或烧损，供电母线对电源模块进行倒灌，影响其它并联的电源模块，甚至造成电源系统供电故障。现有的MOSFET故障检测方法一般是在不通电的情况下，用数字万用表或专用仪器去检测，但是需要维护人员到现场断电后进行检测。而OR-ing MOSFET在电源模块内部且处于通电状态，无法用现有技术对OR-ing MOSFET故障进行快速检测及对已失效的使用了OR-ing MOSFET的电源模块进行快速定位，维护人员只有到现场对使用了OR-ing MOSFET的电源模块拔出拆结构件后进行检测，这种故障检测方式导致工作量增加，实际操作起来不方便，且会存在电源掉电风险和负载设备工作异常。有鉴于此，急需提供一种方便可靠的OR-ing MOSFET故障在线检测的方法，克服现有OR-ing MOSFET故障检测方法工作量大、效果差及无法快速定位已失效的使用了OR-ing MOSFET的电源模块的不足，以提高电源系统运行的安全性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种方便可靠的OR-ing MOSFET故障在线检测的方法，克服现有OR-ing MOSFET故障检测方法工作量大、效果差及无法快速定位已失效的使用了OR-ing MOSFET电源模块的不足，以提高电源系统运行的安全性和可靠性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种OR-ing MOSFET故障在线检测的系统，包括OR-ing MOSFET模块、电源监控模块、监控模块、显示模块以及第一隔离器件和第二隔离器件，OR-ing MOSFET模块包括OR-ing MOSFET控制单元、OR-ing MOSFET检测单元和一个或多个并联的OR-ing MOSFET；OR-ing MOSFET控制单元用于根据电源监控模块下发的指令对OR-ing MOSFET进行驱动控制；OR-ing MOSFET检测单元用于对OR-ing MOSFET的VD-S两端电压进行采集，并将采集到的电压与预设的故障门限电压进行比较，判断OR-ing MOSFET是否短路失效；电源监控模块设置于电源模块中，其上配置有MCU，MCU用于对采集的OR-ing MOSFET的数据进行分析处理和对其状态量快速的进行响应，电源监控模块通过MCU的串口与监控模块相连，上报电源模块的状态给监控模块；监控模块用于收集电源模块的相关信息和故障告警，并与网络管理系统进行通信，对电源监控模块进行远程控制；显示模块，对已失效的电源模块进行本地告警，完成本地定位；对未失效的电源模块按正常方式显示；第一隔离器件用于连接OR-ing MOSFET控制单元与MCU的第一I/0口；第二隔离器件用于连接OR-ing MOSFET检测单元与MCU的第二I/0口。在上述技术方案中，所述电源监控模块与所述OR-ing MOSFET模块相连，所述OR-ing MOSFET模块与供电母线相连，向负载设备供电；若所述电源模块的功率较大，则所述OR-ing MOSFET模块包括多个并联的所述OR-ing MOSFET；若所述电源模块的输出电流不大，则所述OR-ing MOSFET模块包括单个所述OR-ing MOSFET。在上述技术方案中，OR-ing MOSFET驱动的关闭持续时间预设为10ms；OR-ing MOSFET驱动的开启间隔周期可通过所述监控模块进行设置，或通过所述网络管理系统根据需求对所述电源监控模块进行调节设置，对所述OR-ing MOSFET进行定期远程维护。在上述技术方案中，所述故障门限电压为260mV。在上述技术方案中，所述MCU的第二I/O口为外部中断触发模式，通过上升沿及下降沿触发外部中断。本专利技术还提供了一种OR-ing MOSFET故障在线检测的方法，包括以下步骤：S1、OR-ing MOSFET正常运行过程中，MCU下发指令将OR-ing MOSFET的栅极驱动关闭，并检测OR-ing MOSFET的VD-S两端电压；S2、将检测到的VD-S两端电压与预设的故障门限电压进行比较，判断是否有外部中断产生，如果是，转S3；否则，转S7；S3、触发中断定时器，中断定时器开始计时；S4、OR-ing MOSFET驱动关闭持续时间到达预设时间后，OR-ing MOSFET的栅极驱动重新开启，将VD-S两端电压与故障门限电压比较后，电平翻转，触发MCU的外部中断，中断定时器结束计时；S5、判断中断定时器的计数时间是否大于OR-ing MOSFET驱动关闭持续时间的一半，若是，转S6；否则，转S1；S6、MCU本地正常显示，上报OR-ing MOSFET正常，转S8；S7、MCU本地故障报警，上报OR-ing MOSFET失效，同时OR-ing MOSFET驱动开启；S8、结束。在上述技术方案中，所述OR-ing MOSFET驱动的关闭持续时间预设为10ms。在上述技术方案中，当电源模块内采用多个OR-ing MOSFET并联时，不考虑OR-ing MOSFET开路；当电源模块内采用单个OR-ing MOSFET时，在不关闭OR-ing MOSFET驱动的情况下，若电平翻转，通过上升沿或下降沿触发MCU的外部中断，进入中断服务，中断定时器开始且持续计时，说明OR-ing MOSFET已开路失效。本专利技术提供了一种方便可靠的OR-ing MOSFET故障在线检测的方法及系统，对OR-ing MOSFET的运行进行控制和在线检测，从而实时完成OR-ing MOSFET故障的在线检测，同时对故障的OR-ing MOSFET进行本地报警，减小了现场维护人员的工作量，并利用电源监控模块将故障信息发送给监控模块及网络管理系统，使维护人员能快速获知故障信息，方便准确定位故障的电源模块，能高效的进行后续维护，从而减小了OR-ing MOSFET故障给电源系统的运行安全带来的隐患，提高了电源系统运行的安全性和可靠性，提高了电源系统的维护效率，大大降低了维护成本。附图说明图1为本专利技术提供的一种OR-ing MOSFET故障在线检测的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的电源监控系统结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电源系统的结构框图；图4为本专利技术实施例提供的一种OR-i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OR‑ing MOSFET故障在线检测的系统，其特征在于，包括OR‑ingMOSFET模块、电源监控模块、监控模块、显示模块以及第一隔离器件和第二隔离器件，OR‑ing MOSFET模块包括OR‑ing MOSFET控制单元、OR‑ing MOSFET检测单元和一个或多个并联的OR‑ing MOSFET；OR‑ing MOSFET控制单元用于根据电源监控模块下发的指令对OR‑ing MOSFET进行驱动控制；OR‑ingMOSFET检测单元用于对OR‑ing MOSFET的VD‑S两端电压进行采集，并将采集到的电压与预设的故障门限电压进行比较，判断OR‑ing MOSFET是否短路失效；电源监控模块设置于电源模块中，其上配置有MCU，MCU用于对采集的OR‑ing MOSFET的数据进行分析处理和对其状态量快速的进行响应，电源监控模块通过MCU的串口与监控模块相连，上报电源模块的状态给监控模块；监控模块用于收集电源模块的相关信息和故障告警，并与网络管理系统进行通信，对电源监控模块进行远程控制；显示模块，对已失效的电源模块进行本地告警，完成本地定位；对未失效的电源模块按正常方式显示；第一隔离器件用于连接OR‑ing MOSFET控制单元与MCU的第一I/0口；第二隔离器件用于连接OR‑ing MOSFET检测单元与MCU的第二I/0口。...

【技术特征摘要】
1.一种OR-ing MOSFET故障在线检测的系统，其特征在于，包括OR-ingMOSFET模块、电源监控模块、监控模块、显示模块以及第一隔离器件和第二隔离器件，OR-ing MOSFET模块包括OR-ing MOSFET控制单元、OR-ing MOSFET检测单元和一个或多个并联的OR-ing MOSFET；OR-ing MOSFET控制单元用于根据电源监控模块下发的指令对OR-ing MOSFET进行驱动控制；OR-ingMOSFET检测单元用于对OR-ing MOSFET的VD-S两端电压进行采集，并将采集到的电压与预设的故障门限电压进行比较，判断OR-ing MOSFET是否短路失效；电源监控模块设置于电源模块中，其上配置有MCU，MCU用于对采集的OR-ing MOSFET的数据进行分析处理和对其状态量快速的进行响应，电源监控模块通过MCU的串口与监控模块相连，上报电源模块的状态给监控模块；监控模块用于收集电源模块的相关信息和故障告警，并与网络管理系统进行通信，对电源监控模块进行远程控制；显示模块，对已失效的电源模块进行本地告警，完成本地定位；对未失效的电源模块按正常方式显示；第一隔离器件用于连接OR-ing MOSFET控制单元与MCU的第一I/0口；第二隔离器件用于连接OR-ing MOSFET检测单元与MCU的第二I/0口。2.如权利要求1所述的OR-ing MOSFET故障在线检测的系统，其特征在于，所述电源监控模块与所述OR-ing MOSFET模块相连，所述OR-ingMOSFET模块与供电母线相连，向负载设备供电；若所述电源模块的功率较大，则所述OR-ing MOSFET模块包括多个并联的所述OR-ing MOSFET；若所述电源模块的输出电流不大，则所述OR-ing MOSFET模块包括单个所述OR-ing MOSFET。3.如权利要求1所述的OR-ing MOSFET故障在线检测的系统，其特征 在于，OR-ing MOSFET驱动的关闭持续时间预设为10ms；OR-ing MOSFET驱动的开启间隔周期可通过所述监控模块进行设置，或通过所述网络管...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒有进，徐云中，李银贵，刘翠梅，何海霞，杨嗣珵，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42