本實(shí)用新型屬于供電電路領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于復(fù)雜供電環(huán)境下的固態(tài)硬盤的供電電路。

背景技術(shù)：

固態(tài)硬盤由于其固有特性，在下電前必須完成文件系統(tǒng)關(guān)閉、關(guān)鍵信息保存等動(dòng)作，否則可能會(huì)出現(xiàn)文件丟失、文件系統(tǒng)損壞，甚至固態(tài)硬盤無法識(shí)別等故障。因此固態(tài)硬盤的供電電路必須確保其完成相關(guān)動(dòng)作后再下電。常規(guī)的固態(tài)硬盤供電電路一般具有簡(jiǎn)單的掉電保護(hù)功能，該功能可在主電源掉電以后，依靠電路中的儲(chǔ)能電容提供一段時(shí)間的供電，在該時(shí)間段內(nèi)固態(tài)硬盤完成文件系統(tǒng)關(guān)閉、關(guān)鍵信息保存等動(dòng)作，確保固態(tài)硬盤不會(huì)因?yàn)楫惓５綦姵霈F(xiàn)故障。但是在機(jī)載、艦載等復(fù)雜供電環(huán)境下，供電電源波動(dòng)大、干擾嚴(yán)重，常規(guī)固態(tài)硬盤供電電路無法適應(yīng)該環(huán)境，易導(dǎo)致固態(tài)硬盤故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決上述問題，提供一種固態(tài)硬盤的供電電路。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，包括電源檢測(cè)模塊、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊和掉電保護(hù)模塊；還包括有濾波限壓模塊；所述濾波限壓模塊、電源檢測(cè)模塊、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊和掉電保護(hù)模塊依次電連接；所述濾波限壓模塊包括依次電連接的EMI濾波器和浪涌抑制器。EMI濾波器用于濾除供電電路中10kHz~10MHz頻率的電磁干擾，該頻率范圍覆蓋了電源線中絕大部分電磁干擾。為防止電磁干擾通過輻射的方式進(jìn)入固態(tài)硬盤，EMI濾波器放置于電源輸入位置，遠(yuǎn)離固態(tài)硬盤主要工作電路，并對(duì)濾波器進(jìn)行電磁密封。浪涌抑制器的作用是把串入電源線的瞬時(shí)過壓限制在固態(tài)硬盤所能承受的電壓范圍內(nèi)，保護(hù)固態(tài)硬盤不受沖擊而損壞，超出正常供電部分的電壓能量被浪涌抑制器轉(zhuǎn)換為熱能吸收掉，從而達(dá)到凈化供電環(huán)境的目的，保證系統(tǒng)可靠工作。DC/DC用于將外接電源輸入的28V電平轉(zhuǎn)換為固態(tài)硬盤工作所需的5V電平，為保持固態(tài)硬盤整體獨(dú)立性，選用隔離型DC/DC。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述浪涌抑制器和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端均電連接一共模電感，用于增強(qiáng)電源平整度。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述電源檢測(cè)模塊包括兩路輸出信號(hào)分別為UV和PFO的電源檢測(cè)電路，輸入電源經(jīng)過EMI濾波器、浪涌抑制器之后，電壓基本穩(wěn)定。取該電壓作為輸入電壓的采樣電壓，將采樣電壓分壓之后與基準(zhǔn)電壓作比較，通過UV和PFO信號(hào)指示當(dāng)前所處的工作模式，在正常模式下，固態(tài)硬盤可以正常的進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫、存儲(chǔ)等工作，上電完成后，固態(tài)硬盤大部分時(shí)間處于正常模式下。當(dāng)供電電路處于欠壓模式，通過將UV信號(hào)置高，通知固態(tài)硬盤此時(shí)供電欠壓，固態(tài)硬盤應(yīng)立即進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)保存等動(dòng)作。當(dāng)電壓進(jìn)一步降低，供電電路處于掉電模式，此時(shí)供電電路主電源停止工作，此時(shí)PFO信號(hào)置高，供電已無法保證，系統(tǒng)隨時(shí)可能掉電；所述電源檢測(cè)模塊的輸入端設(shè)置一線性穩(wěn)壓器，用于為電壓基準(zhǔn)源及電壓比較器供電；兩路所述電源檢測(cè)電路的輸出端均設(shè)置有一光電耦合器，采用光電耦合器對(duì)固態(tài)硬盤內(nèi)外部信號(hào)進(jìn)行隔離，以此保持固態(tài)硬盤整體的獨(dú)立性。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述掉電保護(hù)模塊由三個(gè)理想二極管電路和超級(jí)電容陣列組成。系統(tǒng)主電源掉電后，可依靠超級(jí)電容陣列儲(chǔ)存的電量維持一段時(shí)間，此時(shí)間段內(nèi)固態(tài)硬盤完成關(guān)鍵信息保存等動(dòng)作。理想二極管電路具有普通二極管的單向?qū)щ娦?，同時(shí)具備超低的導(dǎo)通壓降，導(dǎo)通壓降不超過0.1V，可顯著降低供電電路上的功率損耗。理想二極管可開啟、關(guān)斷響應(yīng)時(shí)間在0.5us內(nèi)，當(dāng)主供電電源掉電時(shí)，理想二極管電路反向截止，可防止超級(jí)電容陣列的電量釋放到供電母線中去，在主供電電源恢復(fù)后能夠快速開啟，繼續(xù)為固態(tài)硬盤供電。超級(jí)電容陣列在上電后開始充電，在欠壓模式時(shí)放電，為固態(tài)硬盤提供短時(shí)供電。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述理想二極管電路包括理想二極管控制器和兩個(gè)N溝道MOS管。理想二極管控制器通過比較其引腳Vin和OUT電壓，決定GATE信號(hào)的高低，從而控制外接MOS管的開啟或關(guān)斷。兩個(gè)MOS管按照“背靠背”方式連接，防止GATE信號(hào)未開啟時(shí)，輸入電流通過二極管進(jìn)入后級(jí)電路。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述超級(jí)電容陣列的輸入端設(shè)置一充電限流電阻PR1，防止大電流充電損壞超級(jí)電容。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述超級(jí)電容陣列的輸出端設(shè)置一穩(wěn)壓電路。超級(jí)電容陣列放電一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)電壓下降，穩(wěn)壓電路可在電壓下降時(shí)，將輸出電壓穩(wěn)定，保證后級(jí)電路正常工作。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，所述EMI濾波器和浪涌抑制器之間設(shè)置兩個(gè)并聯(lián)的二極管，用于防反接保護(hù)，確保在外接電源接反的情況下，固態(tài)硬盤不會(huì)損壞。

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，通過在供電電路的主供電電路上設(shè)置EMI濾波器和浪涌抑制器達(dá)到濾波去除干擾和穩(wěn)壓的效果，以此確保固態(tài)硬盤在電源異常時(shí)，仍可以正常工作，增強(qiáng)了固態(tài)硬盤在復(fù)雜電磁環(huán)境下適應(yīng)性，為固態(tài)硬盤提供穩(wěn)定可靠的工作環(huán)境，且各電路模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述固態(tài)硬盤的主供電電路原理圖；

圖2為本實(shí)用新型所述電源檢測(cè)電路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型所述線性穩(wěn)壓器電路原理圖；

圖4為本實(shí)用新型所述UV信號(hào)控制電路原理圖；

圖5為本實(shí)用新型所述掉電保護(hù)模塊頂層電路原理圖；

圖6為本實(shí)用新型所述理想二極管電路原理圖；

圖7為本實(shí)用新型所述超級(jí)電容陣列電路原理圖；

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型所述的固態(tài)硬盤的供電電路，包括電源檢測(cè)模塊、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊和掉電保護(hù)模塊；還包括有濾波限壓模塊；所述濾波限壓模塊、電源檢測(cè)模塊、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊和掉電保護(hù)模塊依次電連接；如圖1所示，所述濾波限壓模塊包括依次電連接的EMI濾波器和浪涌抑制器，所述EMI濾波器和浪涌抑制器之間設(shè)置一并聯(lián)的二極管。所述浪涌抑制器和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端均電連接一共模電感。如圖2所示，電源檢測(cè)模塊包括兩路輸出信號(hào)分別為UV和PFO的電源檢測(cè)電路，所述電源檢測(cè)模塊的輸入端設(shè)置一線性穩(wěn)壓器，兩路所述電源檢測(cè)電路的輸出端均設(shè)置有一光電耦合器，所述掉電保護(hù)模塊由三個(gè)理想二極管電路和超級(jí)電容陣列組成。理想二極管電路包括理想二極管控制器和兩個(gè)N溝道MOS管，所述超級(jí)電容陣列的輸入端設(shè)置一充電限流電阻PR1，所述超級(jí)電容陣列的輸出端設(shè)置一穩(wěn)壓電路。

EMI濾波器濾除供電電路中10kHz~10MHz頻率的電磁干擾，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊將外接電源輸入的28V電平轉(zhuǎn)換為固態(tài)硬盤工作所需的5V電平。輸入電源經(jīng)過EMI濾波器、浪涌抑制器之后，電壓穩(wěn)定。如圖2所示，取28V_L_L_IN處電壓作為輸入電壓的采樣電壓，將采樣電壓分壓之后與參考電壓作比較，規(guī)定：采樣電壓≥18.0V，為正常模式；18.0V>采樣電壓>16.0V，為欠壓模式；采樣電壓≤16.0V，為掉電模式。通過UV和PFO信號(hào)指示當(dāng)前所處的工作模式。輸出信號(hào)真值表如下表所示。

如圖3所示U8為線性穩(wěn)壓器為如圖2所示的電壓基準(zhǔn)源U4、U7及電壓比較器U5A，U5B供電。如圖4所示，UV信號(hào)控制的兩個(gè)發(fā)光二極管指示固態(tài)硬盤供電電源所處工作模式：UV信號(hào)為高時(shí)，D5亮、D4滅，為正常模式；UV信號(hào)為低時(shí)，D5滅、D4亮，為欠壓模式。如圖5所示，由D12、D13、D14三個(gè)相同的理想二極管電路和超級(jí)電容陣列SCap1組成掉電保護(hù)模塊。如圖6所示，理想二極管電路由理想二極管控制器U11和兩個(gè)N溝道MOS管U9和U10構(gòu)成。理想二極管控制器U11通過比較其引腳Vin和OUT電壓，決定GATE信號(hào)的高低，從而控制外接MOS管的開啟或關(guān)斷。兩個(gè)MOS管按照“背靠背”方式連接，防止GATE信號(hào)未開啟時(shí)，輸入電流通過U10中寄生的二極管進(jìn)入后級(jí)電路中。如圖7所示，超級(jí)電容陣列電路主要有多個(gè)超級(jí)電容C43~C51、輸出穩(wěn)壓電路和充電限流電阻PR1組成。超級(jí)電容并聯(lián)連接，實(shí)現(xiàn)容值擴(kuò)充，并聯(lián)電容容值依據(jù)固態(tài)硬盤功耗及欠壓時(shí)所需維持時(shí)間決定。穩(wěn)壓電路為BOOST型DC/DC變換器，主要由DC/DC控制器U1、功率肖特基二極管D12、功率電感L4、功率MOS管M9組成。輸出穩(wěn)壓電路的引入，增強(qiáng)了超級(jí)電容電荷利用效率，在相同條件下，可將所需超級(jí)電容數(shù)量減少60%以上。