一种硬盘备电系统及存储设备的制作方法

本申请涉及电路设计技术领域，更具体地说，涉及一种硬盘备电系统及存储设备。

背景技术：

存储设备广泛应用于各类电子产品和电子服务系统中，对于某些应用场景特殊的存储设备而言，为其配备硬盘备电系统是保证存储设备中硬盘数据完整的重要手段。

以应用于搜索服务器的存储设备为例，为了保证存储设备在系统意外掉电之后将未保存的数据进行保存，需要为存储设备配备硬盘备电系统，以在系统外部供电停止之后依靠硬盘备电系统为存储设备提供保存数据所需的工作电源。

现有技术中的硬盘备电系统主要依靠电解电容在系统外部供电停止后，通过降压电路为存储设备提供工作电源，具体结构如图1所示，包括：升压电路、降压电路、或门和电解电容；在应用过程中，正常状态下，工作电源通过升压电路升压后为电解电容充电，在外部断电后，存储设备的侦测电路检测到工作电源异常，向降压电路发送启动指令，启动降压电路，电解电容存储的电量通过降压电路降压后通过或门为存储设备供电，以使存储设备在意外断电时对未保存数据进行保存，避免数据丢失。

但是由于电解电容的体积较大，导致硬盘备电系统的整体体积较大，难以满足存储设备日益小型化的要求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种硬盘备电系统及存储设备，以实现降低硬盘备电系统的体积，从而降低存储设备的体积的目的。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种硬盘备电系统，应用于存储设备，所述存储设备包括硬盘，所述硬盘备电系统包括：储电模块、限流模块、升压模块和逻辑模块；其中，

所述限流模块的输入端与所述存储设备的工作电源连接，所述限流模块的输出端与所述储电模块及所述升压模块的输入端连接；

所述逻辑模块的第一输入端与所述存储设备的工作电源连接，所述逻辑模块的第二输入端与所述升压模块的输出端连接，所述逻辑模块的输出端与所述硬盘连接；

所述限流模块用于将输入的所述工作电源降压至所述储电模块两端电压后向所述储电模块输出，并在所述储电模块两端电压大于或等于预设电压时，停止向所述储电模块输出电压；

所述升压模块用于在接收到启动指令后，对所述储电模块的输出电压进行升压后向所述逻辑模块输出；

所述逻辑模块用于对所述第一输入端和第二输入端输入的电压作或运算后输出。

可选的，所述储电模块为离子电容或超级电容。

可选的，所述储电模块背离所述限流模块的一端接地。

可选的，所述逻辑模块为或门。

可选的，所述升压模块包括：第一电阻、第一三极管、第一电容和第一二极管；其中，

所述第一电阻的一端作为所述升压模块的输入端，另一端与所述第一三极管的漏极及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一电容的一端连接，作为所述升压模块的输出端，所述第一电容远离所述第一二极管的一端接地；

所述第一三极管的源极接地。

可选的，所述限流模块包括：第二电阻、第二三极管、第三电阻和第四电阻；其中，

所述第二三极管的漏极与所述的第二电阻的一端连接，作为所述限流模块的输入端，所述第二三极管的栅极与所述第二电阻的另一端及所述第三电阻的一端连接，所述第二三极管的源极与所述第四电阻的一端连接；

所述第三电阻远离所述第二电阻的一端与所述第四电阻远离所述第二三极管的一端连接，作为所述限流模块的输出端。

可选的，所述第二三极管为npn型三极管。

一种存储设备，包括：硬盘及如上述任一项所述的硬盘备电系统。

可选的，所述硬盘为固态硬盘。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种硬盘备电系统及存储设备，其中，所述硬盘备电系统通过限流模块将工作电压降压后为所述储电模块充电，当工作电源出现故障时，所述升压模块开始工作，将所述储电模块的电压升压后为存储设备的硬盘供电，以使所述硬盘在意外断电后完成未保存数据的存储，避免了数据的丢失。并且所述硬盘备电系统的储电模块的额定电压较低，可以采用离子电容或超级电容等体积较小的电容作为所述储电模块，从而实现了降低所述硬盘备电系统的体积的目的。

进一步的，所述限流模块相较于降压模块的电路结构简单，可以降低所述硬盘备电系统的电路复杂程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的硬盘备电系统的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种硬盘备电系统的结构示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的一种升压模块的电路结构示意图；

图4为本申请的一个实施例提供的一种限流模块的电路结构示意图。

具体实施方式

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。

本申请实施例提供了一种硬盘备电系统，如图2所示，应用于存储设备，所述存储设备包括硬盘，所述硬盘备电系统包括：储电模块400、限流模块100、升压模块200和逻辑模块300；其中，

所述限流模块100的输入端与所述存储设备的工作电源连接，所述限流模块100的输出端与所述储电模块400及所述升压模块200的输入端连接；

所述逻辑模块300的第一输入端与所述存储设备的工作电源连接，所述逻辑模块300的第二输入端与所述升压模块200的输出端连接，所述逻辑模块300的输出端与所述硬盘连接；

所述限流模块100用于将输入的所述工作电源降压至所述储电模块400两端电压后向所述储电模块400输出，并在所述储电模块400两端电压大于或等于预设电压时，停止向所述储电模块400输出电压；

所述升压模块200用于在接收到启动指令后，对所述储电模块400的输出电压进行升压后向所述逻辑模块300输出；

所述逻辑模块300用于对所述第一输入端和第二输入端输入的电压作或运算后输出。

需要说明的是，在现有技术的硬盘备电系统中，一般会将12v的工作电压升压到35v给电解电容充电，在12v工作电压出现故障时，通过降压电路将35v的电解电容电压降到12v为存储设备供电。但是由于电解电容的电解质为电解液，电解液在温度较高的情况下寿命衰减非常严重，难以保证硬盘备电系统具备较长的使用寿命，另外高压的电解电容的体积也比较大，不利于硬盘备电系统的小型化，并且由于该硬盘备电系统的高压备电的工作特性，使其难以兼容超级电容。

在本实施例中，所述硬盘备电系统通过限流模块100将工作电压降压后为所述储电模块400充电，当工作电源出现故障时，所述升压模块200开始工作，将所述储电模块400的电压升压后为存储设备的硬盘供电，以使所述硬盘在意外断电后完成未保存数据的存储，避免了数据的丢失。并且所述硬盘备电系统的储电模块400的额定电压较低，可以采用离子电容或超级电容等体积较小的电容作为所述储电模块400，从而实现了降低所述硬盘备电系统的体积的目的。

另外，离子电容的高温稳定性远高于电解电容，还可以提升硬盘备电系统的使用寿命。而可以兼容超级电容或异型超级电容的硬盘备电系统为以后的超薄型ssd备电方案提供了技术支持。

进一步的，所述限流模块100相较于降压模块的电路结构简单，可以降低所述硬盘备电系统的电路复杂程度。

需要说明的是，所述启动指令是指存储设备的侦测电路检测到工作电源异常后向所述升压电路发送的指令，以使所述升压电路开始工作，其具体原理与现有技术中的硬盘备电系统向降压电路发送的启动指令类似，本申请在此不做赘述。

还需要说明的是，所述逻辑模块300一般为或门。

在本申请的一个实施例中，所述储电模块400为离子电容或超级电容。在本申请的其他实施例中，所述储电模块400还可以为异型超级电容。本申请对所述储电模块400的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。

在本申请的另一个实施例中，所述储电模块400背离所述限流模块100的一端接地。

在本申请的其他实施例中，所述储电模块400背离所述限流模块100的一端还可以接其他固定电位，例如1v、-1v等。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个具体实施例中，如图3所示，所述升压模块200包括：第一电阻r1、第一三极管q1、第一电容c1和第一二极管d1；其中，

所述第一电阻r1的一端作为所述升压模块200的输入端，另一端与所述第一三极管q1的漏极及所述第一二极管d1的正极连接；

所述第一二极管d1的负极与所述第一电容c1的一端连接，作为所述升压模块200的输出端，所述第一电容c1远离所述第一二极管d1的一端接地；

所述第一三极管q1的源极接地。

参考图4，所述限流模块100包括：第二电阻r2、第二三极管q2、第三电阻r3和第四电阻r4；其中，

所述第二三极管q2的漏极与所述的第二电阻r2的一端连接，作为所述限流模块100的输入端，所述第二三极管q2的栅极与所述第二电阻r2的另一端及所述第三电阻r3的一端连接，所述第二三极管q2的源极与所述第四电阻r4的一端连接；

所述第三电阻r3远离所述第二电阻r2的一端与所述第四电阻r4远离所述第二三极管q2的一端连接，作为所述限流模块100的输出端。

在限流模块100中，当电流小于所述预设电压时，由第二电阻r2提供第二三极管q2的偏置电流，第二三极管q2饱和导通，对电流不起控制作用，当电流大于或等于所述预设电压时，第四电阻r4上的压降增大，第四电阻r4上的压降与第二三极管q2结压的和接近第三电阻r3的压降，于是开始限制第二三极管q2通过的电流，这样就把电流限制在一定的水平。所述第二三极管q2为npn型三极管，在本申请的其他实施例中，所述第二三极管q2还可以为稳压管。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

需要说明的是，所述限流模块100和升压模块200中一共包含两颗三极管，相较于现有技术中的硬盘备电系统节省两颗三极管，降低了电路的复杂程度，同时降低了硬盘备电系统的成本。

相应的，本申请实施例还提供了一种存储设备，包括：硬盘及如上述任一实施例所述的硬盘备电系统。

优选的，所述硬盘为固态硬盘。

综上所述，本申请实施例提供了一种硬盘备电系统及存储设备，其中，所述硬盘备电系统通过限流模块100将工作电压降压后为所述储电模块400充电，当工作电源出现故障时，所述升压模块200开始工作，将所述储电模块400的电压升压后为存储设备的硬盘供电，以使所述硬盘在意外断电后完成未保存数据的存储，避免了数据的丢失。并且所述硬盘备电系统的储电模块400的额定电压较低，可以采用离子电容或超级电容等体积较小的电容作为所述储电模块400，从而实现了降低所述硬盘备电系统的体积的目的。

进一步的，所述限流模块100相较于降压模块的电路结构简单，可以降低所述硬盘备电系统的电路复杂程度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。