本發(fā)明涉及場效應(yīng)管，特別是涉及一種場效應(yīng)管控制電路、系統(tǒng)、方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著人工智能算法的快速發(fā)展，ai（artificial?intelligence，人工智能）服務(wù)器機型應(yīng)運而生，由于ai服務(wù)器機型產(chǎn)生的功耗會高于通用服務(wù)器，導(dǎo)致在服務(wù)器板卡上起到開關(guān)作用的mosfet（metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管）需要承受的電流會越來越大，會產(chǎn)生更高的溫度更以及多的熱量，對場效應(yīng)管的穩(wěn)定性和耐受力提出更大的挑戰(zhàn)。不僅需要mosfet在遭遇大電流時快速準(zhǔn)確的做出關(guān)斷動作，還需要其在承受更高的溫度和電流時不被損壞。

2、目前對于提升mosfet抗損壞能力的策略通常有以下幾種：

3、第一，通過增大mosfet的體積來增大散熱面積，減少熱量的累積從而降低被燒毀的風(fēng)險；第二，使用更先進的半導(dǎo)體材料以提高電流承受能力；第三，通過更優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體材料帶來了更高的擊穿電壓以及更低的通流溝道阻抗，以便從mosfet內(nèi)部結(jié)構(gòu)上降低通流時產(chǎn)生的熱量；第四，在電路中進行冗余配置，以確保其中一顆損壞后冗余的mosfet可以繼續(xù)工作。

4、但是，增大散熱面積的方式需要通過mosfet增大體積的方式來實現(xiàn)，導(dǎo)致產(chǎn)品局限性較大；在電路中進行冗余配置的方式會增加產(chǎn)品體積和成本；采用更先進的半導(dǎo)體材料的方式或采用更優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體材料的方式也均會產(chǎn)生更大的設(shè)計制作的難度和成本。

5、鑒于此，如何在提升場效應(yīng)管抗損壞能力的情況下，降低成本和設(shè)計難度，減少局限性是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例的目的是提供一種場效應(yīng)管控制電路、系統(tǒng)、方法、裝置及電子設(shè)備，能夠在提升場效應(yīng)管抗損壞能力的情況下，降低成本和設(shè)計難度，局限性小。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種場效應(yīng)管控制電路，包括：第一電壓檢測電路、第一采樣電阻、電流檢測電路、第二采樣電阻、計算電路和控制電路，其中：

3、所述第一電壓檢測電路的輸入端通過所述第一采樣電阻與場效應(yīng)管的源極連接，所述第一電壓檢測電路的輸出端與所述計算電路的輸入端連接；所述第一電壓檢測電路，用于檢測所述源極的電壓信號；

4、所述電流檢測電路的輸入端通過所述第二采樣電阻與所述場效應(yīng)管的源極連接，所述電流檢測電路的輸出端與所述計算電路的輸入端連接；所述電流檢測電路，用于檢測所述源極的電流信號；

5、所述計算電路的輸出端與所述控制電路的輸入端連接；所述計算電路，用于根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號得到所述場效應(yīng)管的熱量信息；

6、所述控制器的輸出端與所述場效應(yīng)管的柵極連接；所述控制器，用于采用預(yù)先建立的熱量預(yù)測模型對所述熱量信息進行分析，在確定下一時刻所述場效應(yīng)管的熱量值大于對應(yīng)的耐受閾值的情況下，控制所述場效應(yīng)管關(guān)斷。

7、在一些實施例中，還包括第二電壓檢測電路、第三采樣電阻、處理器和報警器，其中：所述第二電壓檢測電路的輸入端通過所述第三采樣電阻與所述場效應(yīng)管的漏極連接，所述第二電壓檢測電路的輸出端與所述處理器的輸入端連接，所述處理器的輸出端與所述報警器連接；

8、所述第二電壓檢測電路，用于檢測所述場效應(yīng)管的漏極電壓；

9、所述處理器，用于根據(jù)所述漏極電壓得到漏極電流，并將所述漏極電流與漏極電流閾值進行比較，在所述漏極電流大于所述漏極電流閾值的情況下，觸發(fā)所述報警器。

10、在一些實施例中，還包括第一濾波電路和第二濾波電路，所述第一濾波電路的輸入端接外部輸入信號，所述第一濾波電路的輸出端與所述場效應(yīng)管的漏極連接；所述第二濾波電路的輸入端接所述外部輸入信號，所述第二濾波電路的輸出端與所述場效應(yīng)管的源極連接；

11、所述第一濾波電路，用于將所述外部輸入信號進行濾波后輸出至所述場效應(yīng)管的漏極；

12、所述第二濾波電路，用于將所述外部輸入信號進行濾波后輸出至所述場效應(yīng)管的源極。

13、在一些實施例中，還包括溫度檢測電路、熱敏電阻、微型泵和液冷系統(tǒng)，其中，所述溫度檢測電路的輸入端通過所述熱敏電阻與所述場效應(yīng)管的空穴型半導(dǎo)體和電子型半導(dǎo)體結(jié)連接，所述溫度檢測電路的輸出端與所述微型泵的控制端連接，所述微型泵的輸出端與所述液冷系統(tǒng)的控制端連接，所述液冷系統(tǒng)設(shè)置于所述場效應(yīng)管的表面；

14、所述溫度檢測電路，用于檢測所述空穴型半導(dǎo)體和電子型半導(dǎo)體結(jié)的溫度，并在所述溫度大于預(yù)設(shè)溫度閾值的情況下控制所述微型泵啟動；

15、所述微型泵，用于在啟動后帶動所述液冷系統(tǒng)內(nèi)部的冷卻液流動。

16、在一些實施例中，所述液冷系統(tǒng)包括液冷管，所述液冷管中盛放有冷卻液，所述場效應(yīng)管中的空穴型半導(dǎo)體和電子型半導(dǎo)體結(jié)底部設(shè)有絕緣層，所述絕緣層下方設(shè)有第一銅箔層，所述液冷管的第一部分設(shè)置于所述第一銅箔層的下發(fā)，所述液冷管的第一部分下方設(shè)有第二銅箔層，所述液冷管的第二部分設(shè)置于所述場效應(yīng)管的側(cè)面，所述液冷管的第二部分外側(cè)設(shè)有第三銅箔層，所述第一銅箔層、所述第二銅箔層和所述第三銅箔層外側(cè)采用外殼封裝。

17、在一些實施例中，所述預(yù)先建立的熱量預(yù)測模型的建立過程包括：

18、獲取場效應(yīng)管的熱量對時間的升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型；

19、將所述熱量對時間的升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型進行線性化處理，得到線性化升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型；

20、將時域下的所述線性化的升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換至復(fù)頻域下，得到復(fù)頻域下的線性化升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型；

21、對所述復(fù)頻域下的線性化升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型進行離散化處理，得到離散化的升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型；

22、通過所述離散化的升熱函數(shù)數(shù)學(xué)模型結(jié)合延遲系數(shù)，得到場效應(yīng)管的熱量傳遞函數(shù)；

23、通過所述場效應(yīng)管的熱量傳遞函數(shù)，得到場效應(yīng)管輸入輸出的狀態(tài)空間模型；

24、根據(jù)所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)矩陣得到觀測矩陣；

25、將所述狀態(tài)空間模型和所述觀測矩陣相乘，并對乘積進行轉(zhuǎn)置得到熱量預(yù)測模型。

26、本發(fā)明另一方面提供了一種場效應(yīng)管控制系統(tǒng)，包括場效應(yīng)管及如上述所述的場效應(yīng)管控制電路。

27、本發(fā)明另一方面提供了一種場效應(yīng)管控制方法，包括：

28、在場效應(yīng)管導(dǎo)通過程中，采集所述場效應(yīng)管源極的電壓信號和電流信號；

29、根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號，確定所述場效應(yīng)管的當(dāng)前熱量信息；

30、根據(jù)預(yù)先建立的熱量預(yù)測模型對所述當(dāng)前熱量信息進行分析，得到下一時刻所述場效應(yīng)管的熱量信息；

31、在根據(jù)所述熱量信息確定下一時刻所述場效應(yīng)管的熱量值大于耐受閾值的情況下，控制所述場效應(yīng)管關(guān)斷。

32、在一些實施例中，所述根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號，確定所述場效應(yīng)管的當(dāng)前熱量信息，包括：

33、根據(jù)所述電壓信號建立所述場效應(yīng)管自導(dǎo)通至當(dāng)前時刻的電壓變化曲線；

34、根據(jù)所述電流信號建立所述場效應(yīng)管自導(dǎo)通至當(dāng)前時刻的電流變化曲線；

35、根據(jù)所述電壓變化曲線和所述電流變化曲線，得到所述場效應(yīng)管自導(dǎo)通至當(dāng)前時刻的熱量變化曲線；

36、根據(jù)所述熱量變化曲線，確定所述場效應(yīng)管在所述當(dāng)前時刻的當(dāng)前熱量信息。

37、本發(fā)明另一方面提供了一種場效應(yīng)管控制裝置，包括：

38、采集模塊，用于在場效應(yīng)管導(dǎo)通過程中，采集所述場效應(yīng)管源極的電壓信號和電流信號；

39、確定模塊，用于根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號，確定所述場效應(yīng)管的當(dāng)前熱量信息；

40、分析模塊，用于根據(jù)預(yù)先建立的熱量預(yù)測模型對所述當(dāng)前熱量信息進行分析，得到下一時刻所述場效應(yīng)管的熱量信息；

41、控制模塊，用于在根據(jù)所述熱量信息確定下一時刻所述場效應(yīng)管的熱量值大于耐受閾值的情況下，控制所述場效應(yīng)管關(guān)斷。

42、本發(fā)明另一方面提供了一種電子設(shè)備，包括：

43、存儲器，用于存儲計算機程序；

44、處理器，用于執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)如上述所述場效應(yīng)管控制的步驟。

45、由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的有益效果在于：

46、本發(fā)明實施例提供了一種場效應(yīng)管控制電路、系統(tǒng)、方法、裝置及電子設(shè)備，該電路包括：第一電壓檢測電路、第一采樣電阻、電流檢測電路、第二采樣電阻、計算電路和控制電路，其中：第一電壓檢測電路的輸入端通過第一采樣電阻與場效應(yīng)管的源極連接，第一電壓檢測電路的輸出端與計算電路的輸入端連接；第一電壓檢測電路，用于檢測源極的電壓信號；電流檢測電路的輸入端通過第二采樣電阻與場效應(yīng)管的源極連接，電流檢測電路的輸出端與計算電路的輸入端連接；電流檢測電路，用于檢測源極的電流信號；計算電路的輸出端與控制電路的輸入端連接；計算電路，用于根據(jù)電壓信號和電流信號得到場效應(yīng)管的熱量信息；控制器的輸出端與場效應(yīng)管的柵極連接；控制器，用于采用預(yù)先建立的熱量預(yù)測模型對熱量信息進行分析，在確定下一時刻場效應(yīng)管的熱量值大于對應(yīng)的耐受閾值的情況下，控制場效應(yīng)管關(guān)斷。

47、由此可見，本發(fā)明實施例中通過第一電壓檢測電路經(jīng)第一采樣電阻檢測場效應(yīng)管源極的電壓信號，并將電壓信號輸出至計算電路，通過電流檢測電路經(jīng)第二采樣電阻檢測場效應(yīng)管源極的電流信號，并將電流信號輸出至計算電路，計算電路對電壓信號和電流信號進行處理，得到場效應(yīng)管的熱量信息，然后將該熱量信息發(fā)送至控制器，控制器采用預(yù)先建立的熱量預(yù)測模型對該熱量信息進行分析后，得到下一時刻場效應(yīng)管的熱量信息，并且在該下一時刻場效應(yīng)管的熱量信息大于對應(yīng)的耐受閾值得到情況下，控制場效應(yīng)管關(guān)閉；本發(fā)明能夠在場效應(yīng)管的熱量達到最大熱量之前將場效應(yīng)管關(guān)閉，也即可以在場效應(yīng)管發(fā)生損壞之前關(guān)閉場效應(yīng)管，從而可以提升場效應(yīng)管抗損壞能力，并且本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，設(shè)計成本較低，并且體積較小，局限性減小。