一种备用供电电路、方法及系统与流程

1.本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种备用供电电路、方法及系统。


背景技术：

2.在大数据时代，随着计算机的不断发展，对计算机的存储功能的可靠性提出更高的要求。其中，为存储系统备电的备电装置的可靠性是及其重要的。
3.备用供电电路适用于在固态硬盘(solid state drive，ssd)等存储产品上，为了防止固态硬盘异常下电导致数据存储发生错误，所述固态硬盘一般会配置备用供电电路，当固态硬盘内部检测到直流母线电压低于第一阈值时，固态硬盘停止接受新的任务，进入备用供电流程，备用供电电路开始工作，以确保固态硬盘完成剩余任务。
4.但由于之前的备用供电电路是冷备，备用供电电路在接受到启动命令到启动成功有较大的时间延迟，且如果在电容自检过程中进入备用供电流程，时间延迟会更大，因此会导致直流母线电压掉电严重，从而影响固态硬盘的可靠性。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种备用供电电路、方法及系统，所述备用供电电路包括主控模块、直流电源、升压模块、热备模块、比较模块，所述直流电源的输出端与所述升压模块的输入端连接，所述升压模块的输出端与所述热备模块的输入端连接，所述热备模块的输出端与所述升压模块的输入端连接。本发明的所述备用供电电路适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
6.所述技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供了一种备用供电电路，所述备用供电电路包括主控模块、直流电源、升压模块、热备模块、比较模块，
8.所述直流电源的输出端与所述升压模块的输入端连接，所述升压模块的输出端与所述热备模块的输入端连接，所述热备模块的输出端与所述升压模块的输入端连接；
9.所述热备模块包括第一mos管、第二mos管；所述比较模块包括第一比较器；所述升压模块的输入端与所述第一比较器的反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与基准电压端连接，所述第一比较器的输出端与所述第一mos管的栅极连接；所述第一mos管的源极与所述升压模块的输入端连接，所述第一mos管的漏极与所述第二mos管的源极连接；所述第二mos管的漏极与所述升压模块的输出端连接，所述第二mos管的栅极与所述主控模块的第一输出端连接；
10.所述升压模块包括第一电感、第三mos管；所述直流电源的输出端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第三mos管的漏极连接；所述第三mos管的源极接地，所述第三mos管的栅极与所述主控模块的第二输出端连接；
11.所述第一电感的第一端作为所述升压模块的输入端；所述第二mos管的漏极作为所述热备模块的输入端，所述第一mos管的源极作为所述热备模块的输出端。
12.在一些实施例中，所述热备模块还包括第二电感，
13.所述第二电感连接在所述第一mos管的漏极与所述第二mos管的源极之间；
14.所述第二电感用于对所述热备模块降压。
15.在一些实施例中，所述升压模块还包括第一二极管，
16.所述第三mos管的漏极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二mos管的漏极连接；
17.所述第一二极管的负极作为所述升压模块的输出端；
18.所述第一二极管用于对所述升压模块进行升压。
19.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括外部电容，
20.所述升压模块的输出端与所述外部电容的输入端连接；
21.所述外部电容用于存储备用供电电路的电能。
22.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括电容管理模块，
23.所述外部电容的输出端与所述电容管理模块的输入端连接，所述电容管理模块的输出端与所述主控模块的第一输入端连接；
24.所述电容管理模块用于对所述外部电容的电量进行检测。
25.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括第四mos管，
26.所述第一二极管的负极与所述第四mos管的漏极连接，所述第四mos管的源极与所述第二mos管的漏极连接，所述第四mos管的栅极与所述主控模块的第三输出端连接；
27.所述第四mos管用于在电容管理模块对外部电容检测电量时，将所述备用供电电路截断。
28.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括输入保护模块，
29.所述直流电源的输出端与所述输入保护模块的输入端连接，所述输入保护模块的第一输出端与所述升压模块的输入端连接，所述输入保护模块的第二输出端与所述主控模块的第二输入端连接；
30.所述输入保护模块用于对所述备用供电电路进行缓启保护。
31.在一些实施例中，所述第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管均为n通道mos管。
32.第二方面，本发明还提供了一种备用供电方法，所述方法，包括：
33.设置所述备用供电电路内部参考电压为第一阈值；
34.获取所述升压模块的输入端的电压值；
35.将所述升压模块的输入端的电压值与所述第一阈值进行比较；
36.当所述升压模块的输入端的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出电压，将所述第一mos管导通，对所述升压模块的输入端进行供电。
37.第三方面，本发明还提供了一种备用供电系统，所述系统包括如第一方面任一所述的备用供电电路。
38.本发明实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
39.本发明公开了一种备用供电电路、方法及系统，所述备用供电电路包括主控模块、
直流电源、升压模块、热备模块、比较模块，所述直流电源的输出端与所述升压模块的输入端连接，所述升压模块的输出端与所述热备模块的输入端连接，所述热备模块的输出端与所述升压模块的输入端连接。本发明的所述备用供电电路适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
40.本发明实施例公开的技术方案当直流母线的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出高电压，将所述第一mos管导通，对直流母线进行供电，确保直流母线上的电压稳定在一定范围内，解决了之前的冷备备用电路启动延迟过长，直流母线电压掉电严重的问题。
附图说明
41.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。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附图。
42.图1示出了本发明所述的备用供电电路的整体结构图；
43.图2示出了本发明所述的备用供电方法的流程图；
44.附图标注：
45.q1、第一mos管；q2、第二mos管；q3、第三mos管；q4、第四mos管；l1、第一电感；l2、第二电感；a1、第一比较器；d1、第一二极管。
具体实施方式
46.为使本发明的目的、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，所描述的实施例仅仅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。
47.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”或“若干”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.实施例一
49.本发明实施例提供了一种备用供电电路，如图1所示，所述备用供电电路包括主控模块、直流电源、升压模块、热备模块、比较模块，
50.所述直流电源的输出端与所述升压模块的输入端连接，所述升压模块的输出端与所述热备模块的输入端连接，所述热备模块的输出端与所述升压模块的输入端连接；
51.所述热备模块包括第一mos管q1、第二mos管q2；所述比较模块包括第一比较器a1；所述升压模块的输入端与所述第一比较器a1的反向输入端连接，所述第一比较器a1的同向输入端与基准电压端连接，所述第一比较器a1的输出端与所述第一mos管q1的栅极连接；所述第一mos管q1的源极与所述升压模块的输入端连接，所述第一mos管q1的漏极与所述第二mos管q2的源极连接；所述第二mos管q2的漏极与所述升压模块的输出端连接，所述第二mos管q2的栅极与所述主控模块的第一输出端连接；
52.所述升压模块包括第一电感l1、第三mos管q3；所述直流电源的输出端与所述第一电感l1的第一端连接，所述第一电感l1的第二端与所述第三mos管q3的漏极连接；所述第三mos管q3的源极接地，所述第三mos管q3的栅极与所述主控模块的第二输出端连接；
53.所述第一电感l1的第一端作为所述升压模块的输入端；所述第二mos管q2的漏极作为所述热备模块的输入端，所述第一mos管q1的源极作为所述热备模块的输出端。
54.其中，所述第一电感l1用于对所述升压模块进行升压。
55.具体地，在本实施例中，所述备用供电电路适用于固态硬盘(ssd)存储产品中，所述备用供电电路包括主控模块、直流电源、升压模块、热备模块、比较模块。所述备用供电电路的热备模块时刻保持工作状态，当直流母线的电压低于内部参考电压第一阈值时，经过纳秒级别的延迟后，将所述热备模块中的第一mos管q1打开给直流母线供电，确保直流母线上的电压稳定在一定范围内，防止直流母线掉电严重，解决了之前冷备备电电路启动延迟过长，导致直流母线电压过低的问题，提高了固态硬盘的可靠性。
56.这里，所述直流母线位于所述升压模块的输入端；所述第一阈值为9v；所述第一比较器a1的同向输入端输入的基准电压vref为2.5v。
57.在本实施例中，所述热备模块还包括第二电感l2，
58.所述第二电感l2连接在所述第一mos管q1的漏极与所述第二mos管q2的源极之间；
59.所述第二电感l2用于对所述热备模块降压。
60.具体地，所述热备模块包括降压单元，所述降压单元包括第二电感l2，所述第二电感l2用于对所述热备模块进行降压。
61.在本实施例中，所述升压模块还包括第一二极管d1，
62.所述第三mos管q3的漏极与所述第一二极管d1的正极连接，所述第一二极管d1的负极与所述第二mos管q2的漏极连接；
63.所述第一二极管d1的负极作为所述升压模块的输出端；
64.所述第一二极管d1用于对所述升压模块进行升压。
65.在本实施例中，所述备用供电电路还包括外部电容，
66.所述升压模块的输出端与所述外部电容的输入端连接；
67.所述外部电容用于存储备用供电电路的电能。
68.具体地，所述升压模块可以将直流母线的电压升高，并将备用供电电路的电能存储在外部电容内。
69.例如，所述升压模块可以将直流母线的电压升高到32v，将备用供电电路的电能存储在外部电容内，此时外部电容的电压为32v。
70.在本实施例中，所述备用供电电路还包括电容管理模块，
71.所述外部电容的输出端与所述电容管理模块的输入端连接，所述电容管理模块的输出端与所述主控模块的第一输入端连接；
72.所述电容管理模块用于对所述外部电容的电量进行检测。
73.具体地，所述电容管理模块可以定期对所述外部电容的电量进行检测，并将电量检测结果上传至所述主控模块。
74.在本实施例中，所述备用供电电路还包括第四mos管q4，
75.所述第一二极管d1的负极与所述第四mos管q4的漏极连接，所述第四mos管q4的源
极与所述第二mos管q2的漏极连接，所述第四mos管q4的栅极与所述主控模块的第三输出端连接；
76.所述第四mos管q4用于在电容管理模块对外部电容检测电量时，将所述备用供电电路截断。
77.具体地，所述第四mos管q4正常处于导通的状态，当电容管理模块对外部电容检测电量时，关闭所述第四mos管q4，将所述备用供电电路截断。
78.在本实施例中，所述备用供电电路还包括输入保护模块，
79.所述直流电源的输出端与所述输入保护模块的输入端连接，所述输入保护模块的第一输出端与所述升压模块的输入端连接，所述输入保护模块的第二输出端与所述主控模块的第二输入端连接；
80.所述输入保护模块用于对所述备用供电电路进行缓启保护。
81.具体地，所述输入保护模块主要对备用供电电路有缓启和保护等功能。
82.在本实施例中，所述第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4均为n通道mos管。
83.具体地，所述备用供电电路包括主控模块、升压模块、热备模块、比较模块、输入保护模块、电容管理模块、外部电容。所述主控模块的第一、第二、第三输出端可以输出脉冲宽度调制(pwm，pulse-width modulation)控制第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4的导通和关断从而完成升压和降压的功能，还可以通过配置所述主控模块的寄存器更改其他模块的参数，同时所述主控模块可以通过网络与外部进行通讯，将所述电容管理模块对外部电容电量的检测结果和直流母线的电压等信息向外传输出去。
84.其中，所述脉冲宽度调制是一种模拟控制方式。
85.这里，所述热备模块在对直流母线供电过程中发挥了很大的作用，直接当所述升压模块的输入端即直流母线处的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出电压，将所述第一mos管q1导通，立即对直流母线进行供电，防止之前的冷备供电电路启动延迟过长，直流母线电压掉电严重的问题；同时解决了当固态硬盘异常断电时，直流母线处的下降的电压可能超过安全阈值范围的风险。
86.最后，所述备用供电电路不但能用于固定硬盘存储设备中供电，还可以用于其他需要备电的非存储设备中。
87.本发明实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
88.本发明公开了一种备用供电电路，所述备用供电电路包括主控模块、直流电源、升压模块、热备模块、比较模块，所述直流电源的输出端与所述升压模块的输入端连接，所述升压模块的输出端与所述热备模块的输入端连接，所述热备模块的输出端与所述升压模块的输入端连接。本发明的所述备用供电电路适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
89.本发明实施例公开的技术方案当直流母线的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出高电压，将所述第一mos管导通，对直流母线进行供电，确保直流母线上的电压稳定在一定范围内，解决了之前的冷备备用电路启动延迟过长，直流母线电压掉电严重的问题。
90.实施例二
91.本发明提供了一种备用供电方法，如图2所示，所述方法包括：
92.步骤s1，设置所述备用供电电路内部参考电压为第一阈值。
93.步骤s2，获取所述升压模块的输入端的电压值。
94.步骤s3，将所述升压模块的输入端的电压值与所述第一阈值进行比较。
95.步骤s4，当所述升压模块的输入端的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出电压，将所述第一mos管导通，对所述升压模块的输入端进行供电。
96.具体地，所述热备模块一直处于工作状态，当固态硬盘进入备电流程后，所述比较模块的第一比较器将直流母线的电压与内部参考电压(第一阈值)进行比较，当母线直流电压小于内部参考电压时，所述第一比较器的输出端输出高电平，将第一mos管导通，对所述升压模块的输入端即直流母线处进行供电。
97.其中，所述第一阈值为9v。
98.本发明实施例提供的备用供电的方法在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以做出若干改进以及优化，这些改进与优化也应当视为本发明的保护范围。
99.本发明实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
100.本发明的所述备用供电方法适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
101.本发明实施例公开的技术方案当直流母线的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出高电压，将所述第一mos管导通，对直流母线进行供电，确保直流母线上的电压稳定在一定范围内，解决了之前的冷备备用电路启动延迟过长，直流母线电压掉电严重的问题。
102.实施例三
103.本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时可以执行如下备用供电的方法：
104.设置所述备用供电电路内部参考电压为第一阈值；
105.获取所述升压模块的输入端的电压值；
106.将所述升压模块的输入端的电压值与所述第一阈值进行比较；
107.当所述升压模块的输入端的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出电压，将所述第一mos管导通，对所述升压模块的输入端进行供电。
108.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
109.本发明的所述备用供电方法适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
110.本发明实施例公开的技术方案当直流母线的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出高电压，将所述第一mos管导通，对直流母线进行供电，确保直流母线上的电压稳定在一定范围内，解决了之前的冷备备用电路启动延迟过长，直流母线电压掉电严重的问题。
111.实施例四
112.本发明提供了一种备用供电装置，所述装置包括预处理模块、获取模块、比较模块、供电模块。
113.在本实施例中，预处理模块，用于设置所述备用供电电路内部参考电压为第一阈值；获取模块，用于获取所述升压模块的输入端的电压值；
114.比较模块，用于将所述升压模块的输入端的电压值与所述第一阈值进行比较；
115.供电模块，用于当所述升压模块的输入端的电压值小于第一阈值时，所述比较器的输出端输出电压，将所述第一mos管导通，对所述升压模块的输入端进行供电。
116.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
117.本发明的所述备用供电装置适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
118.实施例五
119.本发明提供了一种备用供电系统，所述备用供电系统包括备用供电电路，所述备用供电电路包括主控模块、直流电源、升压模块、热备模块、比较模块，
120.所述直流电源的输出端与所述升压模块的输入端连接，所述升压模块的输出端与所述热备模块的输入端连接，所述热备模块的输出端与所述升压模块的输入端连接；
121.所述热备模块包括第一mos管q1、第二mos管q2；所述比较模块包括第一比较器a1；所述升压模块的输入端与所述第一比较器a1的反向输入端连接，所述第一比较器a1的同向输入端与基准电压端连接，所述第一比较器a1的输出端与所述第一mos管q1的栅极连接；所述第一mos管q1的源极与所述升压模块的输入端连接，所述第一mos管q1的漏极与所述第二mos管q2的源极连接；所述第二mos管q2的漏极与所述升压模块的输出端连接，所述第二mos管q2的栅极与所述主控模块的第一输出端连接；
122.所述升压模块包括第一电感l1、第三mos管q3；所述直流电源的输出端与所述第一电感l1的第一端连接，所述第一电感l1的第二端与所述第三mos管q3的漏极连接；所述第三mos管q3的源极接地，所述第三mos管q3的栅极与所述主控模块的第二输出端连接；
123.所述第一电感l1的第一端作为所述升压模块的输入端；所述第二mos管q2的漏极作为所述热备模块的输入端，所述第一mos管q1的源极作为所述热备模块的输出端。
124.在一些实施例中，所述热备模块还包括第二电感l2，
125.所述第二电感l2连接在所述第一mos管q1的漏极与所述第二mos管q2的源极之间；
126.所述第二电感l2用于对所述热备模块降压。
127.在一些实施例中，所述升压模块还包括第一二极管d1，
128.所述第三mos管q3的漏极与所述第一二极管d1的正极连接，所述第一二极管d1的负极与所述第二mos管q2的漏极连接；
129.所述第一二极管d1的负极作为所述升压模块的输出端；
130.所述第一二极管d1用于对所述升压模块进行升压。
131.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括外部电容，
132.所述升压模块的输出端与所述外部电容的输入端连接；
133.所述外部电容用于存储备用供电电路的电能。
134.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括电容管理模块，
135.所述外部电容的输出端与所述电容管理模块的输入端连接，所述电容管理模块的输出端与所述主控模块的第一输入端连接；
136.所述电容管理模块用于对所述外部电容的电量进行检测。
137.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括第四mos管q4，
138.所述第一二极管d1的负极与所述第四mos管q4的漏极连接，所述第四mos管q4的源极与所述第二mos管q2的漏极连接，所述第四mos管q4的栅极与所述主控模块的第三输出端连接；
139.所述第四mos管q4用于在电容管理模块对外部电容检测电量时，将所述备用供电电路截断。
140.在一些实施例中，所述备用供电电路还包括输入保护模块，
141.所述直流电源的输出端与所述输入保护模块的输入端连接，所述输入保护模块的第一输出端与所述升压模块的输入端连接，所述输入保护模块的第二输出端与所述主控模块的第二输入端连接；
142.所述输入保护模块用于对所述备用供电电路进行缓启保护。
143.在一些实施例中，所述第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4均为n通道mos管。
144.本发明实施例公开的技术方案设计电路结构简单，所述备用供电电路适用于固态硬盘等存储产品上，可以确保固态硬盘直流母线上的电压保持在安全阈值范围内，提高了固态硬盘工作的可靠性，进而提高了整体产品的良品率，同时降低了生产成本，增加了产品的竞争力。
145.上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
146.尽管已描述了本技术实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作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技术实施例中范围的所有变更和修改。
147.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明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。
148.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
149.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。