一种多盘位硬盘的供电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例涉及硬盘供电技术，特别涉及一种多盘位硬盘的供电电路，用于解决现有技术中存在的电源模块使用时长短，失效率高，价格昂贵等问题。包括：每个电源模块通过所述分流控制电路，分别与不同硬盘组电连接，每个硬盘组中包括至少一个硬盘，不同硬盘组中包括不同的硬盘；所述分流控制电路确定出各电源模块工作正常时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。使电源模块使用时长延长，可靠性提高。
【专利说明】
一种多盘位硬盘的供电电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及硬盘供电技术，特别涉及一种多盘位硬盘的供电电路。
【背景技术】
[0002]在多盘位硬盘的多电源供电设计方案中，现有技术的单电源供电方案，在同一时刻只有一路电源给负载供电，电源模块使用时长短，失效率高，通常电压为12V的单个硬盘的启动电流在2A以上，工作时的电流在IA左右，当盘位数超过8个时，硬盘部分的功耗就能达到100W，对电源模块的稳定和散热要求较高。为解决这一问题，现有技术中在高端服务器产品中提出了专用冗余电源模块，但专用冗余电源模块价格昂贵，且元件数多，影响散热效果，不适合应用于嵌入领域。因此，在环境恶劣或可靠性要求高的应用场景中，如何延长电源模块使用时长，提高可靠性是目前需要解决的问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种多盘位硬盘的供电电路，以解决现有技术中存在的电源模块使用时长短、失效率高及价格昂贵的问题。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种多盘位硬盘的供电电路，包括:至少两个电源模块、以及分流控制电路;其中，
[0006]每个电源模块通过所述分流控制电路，分别与不同硬盘组电连接，每个硬盘组中包括至少一个硬盘，不同硬盘组中包括不同的硬盘；
[0007]所述分流控制电路确定出各电源模块工作正常时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。
[0008]可选的，所述分流控制电路具体用于:
[0009]在判断出任一电源模块的输出电压在预设的电压范围内时，确定所述任一电源模块工作正常；
[0010]在判断出任一电源模块的输出电压超出所述电压范围内时，确定所述任一电源模块工作异常。
[0011]可选的，所述分流控制电路还用于:
[0012]在确定出所述任一电源模块从工作异常恢复到工作正常时，控制所述恢复工作正常的电源模块为该电源模块工作正常时与其电连接的硬盘组供电。
[0013]可选的，所述分流控制电路包括:
[0014]电源隔离芯片模块、电源异常检测模块、信号电平转换模块以及电源分流及合路控制模块；
[0015]所述电源隔离芯片模块，用于根据每个电源模块的输出电压，分别生成电源状态指示信号，并输出每个电源模块对应的电源状态指示信号到电源异常检测模块，其中，所述电源状态指示信号用于指示所对应的电源模块的输出电压的值是否在预设的电压范围内；
[0016]所述电源异常检测模块，用于根据所述电源隔离芯片模块输出的所述电源状态指示信号，分别判断每个电源模块是否正常工作，并输出供电指示信号到信号电平转换模块；其中，所述供电指示信号用于指示所述至少两个电源模块中是否有电源模块工作异常；
[0017]所述信号电平转换模块，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号转换为电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号，并输出所述电平信号到电源分流及合路控制模块；
[0018]所述电源分流及合路控制模块，用于根据所述信号电平转换模块输出的电平信号，确定出各电源模块都正常工作时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。
[0019]可选的，所述电源隔离芯片模块包括:
[0020]第一电阻支路，用于连接任一电源模块的输出端，对所述任一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到电源隔离芯片的第六引脚；
[0021]第二电阻支路，用于连接所述任一电源模块的输出端，对所述任一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到所述电源隔离芯片的第五引脚；
[0022]所述电源隔离芯片，用于根据所述UV引脚的电压信号与所述第五引脚的电压信号，生成所述任一电源模块对应的电源状态指示信号，并通过所述电源隔离芯片的第十四引脚输出所述任一电源模块对应的电源状态指示信号到所述电源异常检测模块。
[0023]可选的，所述电源异常检测模块包括:
[0024]与门，对输入至所述与门的每个电源模块对应的电源状态指示信号进行逻辑运算，得到所述供电指示信号，并将所述供电指示信号通过第五电阻支路传输至所述信号电平转换模块。
[0025]可选的，所述信号电平转换模块包括:
[0026]第一三极管，所述第一三极管的基极通过第六电阻支路与所述电源异常检测模块的输出端连接，所述第一三极管的集电极与第二节点相连，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号进行极性反转；
[0027]第三开关组，所述第三开关组的输入端分别与每个电源模块的输出端连接，选择所述至少两个电源模块中的一个电源模块的输出电压通过第七电阻支路输出到第二三极管的集电极，使所述第二三极管的集电极输出信号的电平与所选择的任一电源模块的输出电压的电平相等；
[0028]第二三极管，所述第二三极管的基极通过第八电阻支路与所述第二节点相连接，将所述第二节点输出的信号进行极性转换，输出电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号。
[0029]可选的，所述电源隔离芯片模块还包括:第一开关组，所述第一开关组包括两个源极相连的第一金属氧化物半导体场效应晶体MOS管与第二 MOS管，所述第一 MOS管的漏极连接至所述第一电源隔离芯片的第十一引脚，所述第二 MOS管的漏极分别与所述第一电源隔离芯片的第十引脚和所述硬盘组相连，所述第一 MOS管与所述第二 MOS管的基极连接至所述第一电源隔离芯片的第八引脚，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值大于或等于阈值时，所述第八引脚驱动所述第一开关组导通，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值小于阈值时，所述第一开关组断开；
[0030]所述电源分流及合路控制模块包括:第四开关组，至少包括两个漏极相连的第五MOS管与第六MOS管，所述第五MOS管、第六MOS管与所述信号电平转换模块的输出端相连接，所述第五MOS管的源极通过第一支路与所述硬盘组相连，所述第六MOS管的源极通过第一支路与所述硬盘组相连，当所述第一开关组导通且所述第四开关组断开时，控制至少两个电源模块中的每个电源模块为与其电连接的硬盘组供电；当所述第一开关组断开且所述第四开关组导通时，控制正常工作的电源模块，为所述至少一个工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。
[0031]可选的，每个硬盘组中的硬盘通过电连接的方式插接在硬盘背板中，所述分流控制电路与所述硬盘背板电连接。
[0032]本实用新型中包括:至少两个电源模块、以及分流控制电路;其中，每个电源模块通过所述分流控制电路，分别与不同硬盘组电连接，每个硬盘组中包括至少一个硬盘，不同硬盘组中包括不同的硬盘;所述分流控制电路确定出各电源模块工作正常时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电，从而延长电源模块使用时长，提尚可靠性。
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型实施例提供的一种多盘位硬盘的供电电路的示意图；
[0034]图2为本实用新型实施例提供的一种应用框图；
[0035]图3为本实用新型实施例提供的一种多盘位硬盘的供电电路中电源隔离芯片模块的电路不意图；
[0036]图4为本实用新型实施例提供的一种多盘位硬盘的供电电路中电源异常检测模块、信号电平转换模块以及电源分流及合路控制模块的电路示意图。
【具体实施方式】
[0037]本实用新型通过分流控制电路控制至少两个电源模块为多盘位硬盘的供电方式，从而延长电源模块使用时长，提高可靠性。
[0038]下面结合说明书附图对本实用新型实施例作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0039]如图1所示，本实用新型实施例提供的一种多盘位硬盘的供电电路，用于为多盘位硬盘400供电，包括:至少两个电源模块(第一电源模块100和第二电源模块200等)以及分流控制电路300。
[0040]本实用新型中每个电源模块通过所述分流控制电路，分别与不同硬盘组电连接，每个硬盘组中包括至少一个硬盘，不同硬盘组中包括不同的硬盘；
[0041]所述分流控制电路确定出各电源模块工作正常时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。
[0042]其中，每个硬盘组中的硬盘可以通过电连接的方式插接在硬盘背板中，所述分流控制电路与所述硬盘背板电连接。
[0043]本实用新型中提供的一种多盘位硬盘的供电电路包括至少两个电源模块、以及分流控制电路;其中，每个电源模块通过所述分流控制电路，分别与不同硬盘组电连接，每个硬盘组中包括至少一个硬盘，不同硬盘组中包括不同的硬盘;所述分流控制电路确定出各电源模块工作正常时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电，从而延长了电源模块的使用时长，提高了可靠性。
[0044]本实用新型实施例中，所述电源模块为直流电源模块。
[0045]本实用新型实施例中，硬盘组中的硬盘可以通过电连接的方式插接在硬盘背板中，由硬盘背板提供接口，以使外部电路或设备能够通过硬盘背板提供的接口与不同硬盘组中的硬盘实现电连接。本实用新型实施例中不对硬盘的固定方式进行限定，也可以采用其他方式固定硬盘。
[0046]举例说明:以两个电源模块为例，如图2所示，电源模块1(即第一电源模块)和电源模块2(即第二电源模块)的输出电压分别记为+12Vj和+12V_2，若两个电源模块都正常工作时，电源模块I给硬盘背板上一半槽位数的硬盘供电，输入到硬盘背板的电压记为+12V_A，控制电源模块2给硬盘背板上另一半槽位数的硬盘供电，输入到硬盘背板的电压记为+12V_B，+12V_A和+12V_B分别给硬盘背板上一半槽位数的硬盘供电。
[0047]假设图2中的电源模块I与电源模块2其中一个电源模块损坏或拔出(即该电源模块出现异常)时，由剩下的电源模块给硬盘背板上的所有硬盘供电；其中，图2中的HDD(HardDisk Drive)为硬盘驱动器，简称硬盘。
[0048]本实用新型中，所述分流控制电路具体用于:
[0049]在判断出任一电源模块的输出电压在预设的电压范围内时，确定所述任一电源模块工作正常；
[0050]在判断出任一电源模块的输出电压超出所述电压范围内时，确定所述任一电源模块工作异常。
[0051]本实用新型实施例中，预设的电压范围可以根据经验或仿真或应用环境进行设定，其中，超出所述电压范围包括小于所述电压范围的最小值，大于所述电压范围的最大值。
[0052]可选的，所述分流控制电路还用于:
[0053]在确定出所述任一电源模块从工作异常恢复到工作正常时，控制所述恢复工作正常的电源模块为该电源模块工作正常时与其电连接的硬盘组供电。
[0054]本实用新型中，可选的，所述分流控制电路包括:电源隔离芯片模块、电源异常检测模块、信号电平转换模块以及电源分流及合路控制模块；
[0055]所述电源隔离芯片模块，用于根据每个电源模块的输出电压，分别生成电源状态指示信号，并输出每个电源模块对应的电源状态指示信号到电源异常检测模块，其中，所述电源状态指示信号用于指示所对应的电源模块的输出电压的值是否在预设的电压范围内；
[0056]所述电源异常检测模块，用于根据所述电源隔离芯片模块输出的所述电源状态指示信号，分别判断每个电源模块是否正常工作，并输出供电指示信号到信号电平转换模块；其中，所述供电指示信号用于指示所述至少两个电源模块中是否有电源模块工作异常；
[0057]所述信号电平转换模块，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号转换为电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号，并输出所述电平信号到电源分流及合路控制模块；
[0058]所述电源分流及合路控制模块，用于根据所述信号电平转换模块输出的电平信号，确定出各电源模块都正常工作时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。
[0059]本实用新型中，可选的，所述电源隔离芯片模块包括:
[0060]第一电阻支路，用于连接任一电源模块的输出端，对所述任一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到电源隔离芯片的第六引脚；
[0061]其中，所述第六引脚即限压指示UV引脚；
[0062]第二电阻支路，用于连接所述任一电源模块的输出端，对所述任一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到所述电源隔离芯片的第五引脚；
[0063]其中，所述第五引脚即过压指示OV引脚；
[0064]所述电源隔离芯片，用于根据所述UV引脚的电压信号与所述OV引脚的电压信号，生成所述任一电源模块对应的电源状态指示信号，并通过所述电源隔离芯片的第十四引脚输出所述任一电源模块对应的电源状态指示信号到所述电源异常检测模块；
[0065]本实用新型实施例中包括多个电阻支路与多个电源隔离芯片，每组电阻支路与电源隔离芯片对应一个电源模块。
[0066]下面通过一个具体实施例，以两个电源模块为例，对本实用新型实施例中的分流控制电路中电源隔离芯片模块的实现进行详细说明。
[0067]实施例一、本实施例中分流控制电路中的电源隔离芯片模块包括:
[0068]第一电阻支路，用于连接所述第一电源的输出端，对所述第一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到第一电源隔离芯片的限压指示UV引脚;其中，若UV引脚上检测到高于设定电压值，则第一电源模块的输出电压大于所述硬盘背板稳定工作时可接受最小供电电压;若所述UV引脚上检测到低于设定电压值，则第一电源模块的输出电压小于所述硬盘背板稳定工作时可接受最小供电电压；
[0069]第二电阻支路，用于连接所述第一电源模块的输出端，对所述第一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到所述第一电源隔离芯片的过压指示OV引脚;其中，若OV引脚上检测到的电压高于设定电压值，则第一电源模块的输出电压大于所述硬盘背板稳定工作时可接受最最大供电电压，所述第一隔离芯片通过所述第八引脚驱动第一开关组断开;或，若所述OV引脚上检测到低于设定电压值，则第一电源模块的输出电压小于所述硬盘背板稳定工作时可接受的最大供电电压；
[0070]其中，所述第八引脚即门Gate引脚；
[0071]所述第一电源隔离芯片，用于根据所述UV引脚的电压信号与所述OV引脚的电压信号，生成第一电源状态指示信号，并通过所述第一电源隔离芯片的第十四引脚输出所述第一电源状态指示信号到所述电源异常检测模块;其中，当所述UV引脚与所述OV引脚检测到的电压都在预设范围内时，所述第一电源状态指示信号指示所述第一电源模块的输出电压的值在预设的电压范围内；或当所述UV引脚与所述OV引脚检测到的电压不在预设范围内时，所述第一电源状态指示信号指示所述第一电源模块的输出电压的值是不在预设的电压范围内；
[0072]第一开关组，所述第一开关组包括两个源极相连的第一金属氧化物半导体场效应晶体MOS管与第二 MOS管，所述第一 MOS管的漏极连接至所述第一电源隔离芯片的第十一引脚，所述第二 MOS管的漏极连接至所述第一电源隔离芯片的第十引脚，且与所述硬盘背板相连接，所述第一 MOS管与所述第二 MOS管的基极连接至所述第一电源隔离芯片的第八引脚，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值大于或等于阈值时，所述第八引脚驱动第一开关组导通，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值小于阈值时，所述第八引脚驱动第一开关组断开；
[0073]第一电容支路，所述第一电容支路分别连接所述第一电源隔离芯片的第十三引脚与所述第十一引脚，通过所述第一电容支路的充放电为所述第一电源隔离芯片内部提供供电电压；
[0074]第二电容支路，所述第二电容支路将所述第一电源隔离芯片的第十二引脚与所述第十一引脚相连接，滤除所述第十一引脚所接外部电源上的噪声，使得所述第一电源隔离芯片内部电路不会被误触发；
[0075]第五开关组，所述第五开关组的输入端分别与所述第一电源模块的输出电压以及所述第二电源模块的输出电压相连接，所述第五开关组的输出端与第一滤波电路连接，使第一电源模块的输出电压或所述第二电源模块的输出电压通过所述第一滤波电路输出至所述第一电源隔离芯片的第一引脚；
[0076]第六开关组，所述第六开关组的输入端分别与第一电源模块的待机电源电压以及第二电源模块的待机电源电压相连接，第六开关组的输出端与第九电阻支路连接，使所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压通过第九电阻支路与所述第一电源隔离芯片的第四引脚相连接，使所述第四引脚的输出电平与所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压的电平相同；
[0077]第十电阻支路，所述第六开关组的输出端与第十电阻支路连接，使所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压通过第十电阻支路与所述第一电源隔离芯片的第十四引脚相连，使所述第一电源模块状态指示信号的输出电平与所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压的电平相同；
[0078]第一接地支路，所述第一接地支路与所述第一电源隔离芯片的第七引脚以及第九引脚与地相连；
[0079]第三电阻支路，用于连接所述第二电源模块的输出端，对所述第二电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到第二电源隔离芯片的限压指示UV引脚;若UV引脚上检测到高于设定的电压值，则第二电源模块的输出电压大于所述硬盘背板稳定工作时可接受最小供电电压;或，若所述UV引脚上检测到低于设定的电压值，则第二电源模块的输出电压小于所述硬盘背板稳定工作时可接受最小供电电压；
[0080]第四电阻支路，用于连接所述第二源的输出端，对所述第二电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到所述第二电源隔离芯片的过压指示OV引脚;若OV引脚上检测到高于设定电压值，则第二电源模块的输出电压大于所述硬盘背板稳定工作时可接受最最大供电电压，所述第二隔离芯片通过第八引脚驱动第三开关管组断开;或，若所述OV引脚上检测到低于设定电压值，则第二电源模块的输出电压小于所述硬盘背板稳定工作时可接受的最大供电电压；
[0081]所述第二电源隔离芯片，用于根据所述UV引脚的电压信号与所述OV引脚的电压信号，生成第二电源状态指示信号，并通过所述第二电源隔离芯片的第十四引脚输出所述第二电源状态指示信号到所述电源异常检测模块；当所述UV引脚与所述OV引脚检测到的电压都在预设范围内时，所述第二电源状态指示信号指示所述第二电源的输出电压的值在预设的电压范围内；或当所述UV引脚与所述OV引脚检测到的电压不在预设范围内时，所述第二电源状态指示信号指示所述第二电源模块的输出电压的值是不在预设的电压范围内；
[0082]第二开关组，所述第二开关组包括两个源极相连的第三MOS管与第四MOS管，所述第三MOS管的漏极连接至所述第二电源隔离芯片的第十一引脚，所述第四MOS管的漏极连接至所述第二电源隔离芯片的第十引脚，且与所述硬盘背板相连接，所述第三MOS管与所述第四MOS管的基极连接至所述第二电源隔离芯片的第八引脚，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值大于或等于阈值时，所述第八引脚驱动第二开关组导通，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值小于阈值时，所述第八引脚驱动二开关组断开；
[0083]第三电容支路，所述第三电容支路将所述第二电源隔离芯片的第十三引脚与所述第一引脚相连接，通过所述第三电容支路的充放电为所述第二电源隔离芯片内部与所述第八引脚连接的驱动电路提供电压；
[0084]第四电容支路，所述第四电容支路将所述第二电源隔离芯片的第十二引脚与所述第十一引脚相连接，滤除所述第十一引脚所接外部电源上的噪声，使得所述第二电源隔离芯片内部电路不会被误触发；
[0085]第七开关组，所述第七开关组的输入端分别与所述第一电源模块的输出电压以及第二电源模块的输出电压相连接，所述第七开关组的输出端与第二滤波电路连接，使第一电源模块的输出电压或所述第二电源模块的输出电压输出通过所述第二滤波电路输出至所述第二电源隔离芯片的电源第一引脚；
[0086]第八开关组，所述第八开关组的输入端分别与第一电源模块的待机电源电压以及第二电源模块的待机电源电压相连接，第八开关组的输出端与第七电阻支路连接，使所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压通过第十一电阻支路与所述第二电源隔离芯片的第四引脚相连接，使所述第四引脚的输出电平与所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压的电平相同；
[0087]第十二电阻支路，所述第八开关组的输出端与第十二电阻支路连接，使所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压通过第十二电阻支路与所述第二电源隔离芯片的第十四引脚相连，使所述第二电源状态指示信号的输出电平与所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压的电平相同；
[0088]第二接地支路，所述第二接地支路与所述第二电源隔离芯片的第七引脚以及第九引脚与地相连；
[0089]其中，所述第七引脚即地GND引脚；
[0090]第十三电阻支路，所述第十三电阻支路连接所述第二MOS管的漏极与地，当所述第一开关组断开时，起到限流和提供电流卸放路径的作用；
[0091]第五电容支路，所述第五电容支路连接所述第二MOS管的漏极和地，起到滤波的作用；
[0092]第十四电阻支路，所述第十四电阻支路连接所述第四MOS管的漏极与地，当所述第二开关组断开时，起到限流和提供电流卸放路径的作用；
[0093]第六电容支路，所述第六电容支路连接所述第四MOS管的漏极和地，起到滤波的作用。
[0094]本实施例中，所述第一电源模块同时输出+12V的电压与+5V的电压，所述第一电源模块输出的+12V的电压即第一电源模块输出电压，所述第一电源模块输出的+5V的电压即第一电源模块的待机电源电压;所述第二电源模块同时输出+12V的电压与+5V的电压，所述第二电源模块输出的+12 V的电压即第二电源模块输出电压，所述第二电源模块输出的+5 V的电压即第二电源模块的待机电源电压。其中，所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压通过第十电阻支路以及第十二电阻支路与所述电源隔离芯片中与所述第十四引脚连接的集电极开路门相连接，使所述电源隔离芯片模块输出的电源状态指示信号的电平与所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压的电平相同;所述第一电源模块的待机电源电压或所述第二电源模块的待机电源电压还为所述与门供电。
[0095]本实施例中，所述设定电压值可以为0.6V。
[0096]举例说明:图3为电源隔离芯片模块的一种可选的实现电路，第一电源隔离芯片以TPS2410PWR为例，本实用新型对其不作限定。电源模块I的输出电压记为+12V_1电压，电源模块2的输出电压记为+ 12V_2电压，+ 12V_1电压和+ 12V_2电压相或后通过VDD引脚给TPS2410PWR供电，所述VDD引脚即为实施例一中所描述的第一引脚，本实用新型中通过一个组合二极管Dll来实现相或的功能，所述Dll即为实施例一中所描述的第五开关组，但本实用新型对其不作限定。电源状态指示信号由0V，UV信号决定，0V、UV的内部比较点为0.6V，R13、R15决定UV的分压系数，其中，所述电阻R13、R15组成的电阻支路即为实施例一中所描述的第一电阻支路，电阻R12、R14决定OV的分压系数，所述电阻R12、R14所组成的电阻支路即为实施例一中所描述的第二电阻支路，比如，当R12 = 10KQ ,R14 = 470Q ,R13 = 10KQ，R14 = 510 Ω 时，Uov = 0.6/0.47*( 10+0.47) = 13.4V，Uuv = 0.6/0.68*( 10+0.68) = 10.3V，其中，Uo V为OV点电压，Uuv为UV点电压，得到电源模块的预设的电压范围是1.3V?13.4V，当电源模块的输出电压大于13.4V或小于10.3V时，PG信号会拉低，指示电源异常。
[0097]Mll和M12为一对源极相连的MOS管，所述Mll和M12所组成的开关组即为实施例一中所描述的第一开关组，M12的漏极连接至第一电源隔离芯片U2的A引脚，所述A引脚即为实施例一中所描述的第十一引脚，Mll的源极连接至第一电源隔离芯片U2的C引脚，所述C引脚即为实施例一中所描述的第十引脚，Mll和M12的栅极连接至TPS2410PWR的Gate引脚，所述Gate引脚即为实施例一中所描述的第八引脚，当UA-UC>10mV，且UA满足芯片预设的电压范围时，电源隔离芯片Gate引脚驱动MOS管组Mll和M12打开，从而控制电源模块I给硬盘背板上一半槽位数的硬盘供电，此时输入到硬盘背板的电压记为+12V_A，其中，UA为A点电压，UC为C点电压。若电源模块拔出或欠压时，UA-UOlOmV的条件不能满足，则MOS管组Mll和M12被断开，防止电流倒灌;其中，输出回路上并联一个电阻R16，所述电阻R16所在的电阻支路即为实施例一中所描述的第十三电阻支路，若UA>UQV，则MOS管组被强制断开，此时，R16具有限流和提供电流卸放路径的作用，防止电源芯片损坏。
[0098]电容ClO通过充放电为TPS2410PWR内部提供供电电压，所述电容ClO所在的电容支路即为实施例一中所描述的第一电容支路;电容Cll滤除TPS2410PWR的A引脚所接外部电源上的噪声，使得所述TPS241OPffR内部电路不会被误触发，所述电容Cl I所在的电容支路即为实施例一中所描述的第二电容支路;电容C12、C14、C15以及C16组成的支路即为实施例一中所描述的第五电容支路，该第五电容支路连接所述Mll的漏极和地，起到滤波的作用。
[0099]电源模块I的待机电源电压记为的+5V_STB_1，电源模块2的待机电源电压记为+5V_STB_2，+5V_STBj和+5V_STB_2通过一个组合二极管D112相或后，通过电阻RlO连接到TPS2410PWR的PG引脚，使TPS2410PWR输出的PG信号与电源模块I的待机电源电压+5V_STB_1或电源模块2的待机电源电压+5V_STB_2相同；通过电阻R9连接到TPS2410PWR的FLTB引脚，使所述FLTB引脚的输出电平与电源模块I的待机电源电压+5V_STB_1或电源模块2的待机电源电压+5V_STB_2相同；其中，所述D112即为实施例一中所描述的第六开关组，所述电阻R9所在的电阻支路即为实施例一中所描述的第九电阻支路，所述电阻RlO所在的电阻支路即为实施例一中所描述的第十电阻支路，所述PG引脚即为实施例一中所描述的第十四引脚；所述FLTB引脚即为实施例一中所描述的第四引脚。
[0100]TPS2410PWR的RSVD引脚与GND引脚通过接地支路与地相连，所述接地支路即为实施例一中所描述的第一接地支路，所述RSVD引脚即为实施例一中所描述的第九引脚，所述GND引脚即为实施例一中所描述的第七引脚。
[0101]所述第二电源隔离芯片与所述第一电源隔离芯片结构相同，本实用新型实施例中不做描述。
[0102]本实用新型中，可选的，所述电源异常检测模块包括:
[0103]与门，对输入至所述与门的每个电源模块对应的电源状态指示信号进行逻辑运算，得到所述供电指示信号，并将所述供电指示信号通过第五电阻支路传输至所述信号电平转换模块。
[0104]下面通过一个具体实施例，以两个电源模块为例，对本实用新型实施例中的分流控制电路中的电源异常检测模块的实现进行详细说明。
[0105]实施例二、本实施例中分流控制电路中的电源异常检测模块，包括:
[0106]与门，对输入至所述与门的所述第一电源状态指示信号和所述第二电源状态指示信号进行逻辑运算，得到所述供电指示信号，并将所述供电指示信号通过第五电阻支路传输至所述信号电平转换模块；
[0107]第九开关组，所述第九开关组的输入端分别与所述第一电源模块的待机电源电压以及所述第二电源模块的待机电源电压相连接，所述第九开关组的输出端至所述与门的第一引脚，为所述与门供电；
[0108]第十三电阻支路，用于连接所述与门的输出，将所述与门输出的供电指示信号输出至所述第一节点，起到限流的作用。
[0109]本实用新型中，可选的，所述信号电平转换模块包括:
[0110]第一三极管，所述第一三极管的基极通过第六电阻支路与所述电源异常检测模块的输出端连接，所述第一三极管的集电极与第二节点相连，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号进行极性反转；
[0111]第三开关组，所述第三开关组的输入端分别与每个电源模块的输出端连接，选择所述至少两个电源模块中的一个电源模块的输出电压通过第七电阻支路输出到第二三极管的集电极，使所述第二三极管的集电极输出信号的电平与所选择的任一电源模块的输出电压的电平相等；
[0112]第二三极管，所述第二三极管的基极通过第八电阻支路与所述第二节点相连接，将所述第二节点输出的信号进行极性转换，输出电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号。
[0113]下面通过一个具体实施例，以两个电源模块为例，对本实用新型实施例中的分流控制电路中的信号电平转换模块的实现进行详细说明。
[0114]实施例三、本实施例中分流控制电路中的信号电平转换模块，包括:
[0115]第十四电阻支路，用于连接所述第一节点与第一三极管的基极，起到限流的作用；
[0116]第十五电阻支路，用于连接所述第九开关组的输出端与所述第一三极管的集电极，起到限流的作用；
[0117]第七电容支路，用于连接所述第一节点与地，起到滤波的作用；
[0118]第一三极管，所述第一三极管的基极通过第六电阻支路与所述电源异常检测模块的输出端连接，所述第一三极管的集电极与第二节点相连，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号进行极性反转；
[0119]第十六电阻支路，用于连接所述第二节点与所述第二三极管的基极，起到限流的作用；
[0120]第三开关组，所述第三开关组的输入端分别与所述第一电源模块的输出端和所述第二电源模块的输出端连接，选择所述第一电源模块或所述第二电源模块，并将所选择的第一电源模块的输出电压或所述第二电源模块的输出电压通过第七电阻支路输出到第二三极管的集电极，使所述第二三极管的集电极输出信号的电平与所选择的第一电源模块的输出电压或者所述第二电源模块的输出电压的电平相等；
[0121]所述第七电阻支路，用于连接所述第三开关组的输出端与所述第二三极管的集电极，起到限流的作用；
[0122]第二三极管，所述第二三极管的基极通过第八电阻支路与所述第二节点相连接，将所述第二节点输出的信号进行极性转换，输出电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号。
[0123]本实用新型中，可选的，所述电源隔离芯片模块还包括:第一开关组，所述第一开关组包括两个源极相连的第一金属氧化物半导体场效应晶体MOS管与第二 MOS管，所述第一MOS管的漏极连接至所述第一电源隔离芯片的第十一引脚，所述第二 MOS管的漏极分别与所述第一电源隔离芯片的第十引脚和所述硬盘背板相连接，所述第一 MOS管与所述第二 MOS管的基极连接至所述第一电源隔离芯片的第八引脚，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值大于或等于阈值时，所述第八引脚驱动所述第一开关组导通，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值小于阈值时，所述第一开关组断开；
[0124]其中，所述阈值与所述电源隔离芯片相关，不同的电源隔离芯片具有不同的阈值。
[0125]所述电源分流及合路控制模块包括:第四开关组，至少包括两个漏极相连的第五MOS管与第六MOS管，所述第五MOS管、第六MOS管与所述信号电平转换模块的输出端相连接，所述第五MOS管的源极通过第一支路与所述硬盘背板相连，所述第六MOS管的源极通过第二支路与所述硬盘背板相连，当所述第一开关组导通且所述第四开关组断开时，控制至少两个电源模块中的每个电源模块为与其电连接的硬盘组供电；当所述第一开关组断开且所述第四开关组导通时，控制正常工作的电源模块，为所述至少一个工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。
[0126]下面通过一个具体实施例，以两个电源模块为例，对本实用新型实施例中的分流控制电路中的电源分流及合路控制模块的实现进行详细说明。
[0127]实施例四、本实施例中分流控制电路中的电源分流及合路控制模块，包括:
[0128]第十七电阻支路，用于连接所述第二三极管的集电极与第四开关组的栅极，起到限流作用；
[0129]第四开关组，以四个漏极相连的第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管与第八MOS管为例，所述第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管与第八MOS管与所述信号电平转换模块的输出端相连接，所述第五MOS管的源极以及第七MOS管的源极通过第一支路与所述硬盘背板相连，所述第六MOS管的源极以及所述第八MOS管的源极通过第一支路与所述硬盘背板相连，当所述第一开关组导通，所述第二开关组断开且所述第四开关组导通时，所述第一电源模块为所述硬盘背板的第一部分硬盘和所述硬盘背板的第二部分硬盘供电；当所述第一开关组导通，所述第二开关组导通且所述第四开关组断开时，所述第一电源模块为所述硬盘背板的第一部分硬盘供电，所述第二电源模块为所述硬盘背板的第二部分硬盘供电；当所述第一开关组断开，所述第二开关组导通且所述第四开关组导通时，所述第二电源模块为所述硬盘背板的第一部分硬盘和所述硬盘背板的第二部分硬盘供电。
[0130]举例说明:图4为电源异常检测模块、信号电平转换模块和电源分流及合路控制模块的一种可选的实现电路;其中，第一电源隔离芯片输出的+12V_1_PG信号和第二电源隔离芯片输出的+12 V_2_PG信号连接在与门UI的输入端，+5 V_STB_1和+5V_STB_2通过共阴极二极管组件Dl给与门供电，所述Dl即为实施例二中所描述的第九开关组，当两个电源模块都正常工作时，第一电源隔离芯片输出的PG信号和第二电源隔离芯片输出的PG信号均为高，与门Ul输出高电平，Ql基极为高，所述Ql即为实施例二中所描述的第一三极管，Ql发射结导通，Ql集电极被拉低，从而，Q2基极为低，所述Q2即实施例二中所描述的第二三极管，Q2发射结不导通，Q2集电极通过电阻R8连接到共阴极二极管组件D2的公共端，所述D2即实施例二中所描述的第三开关组，D2阳极分别与+12V_1和+12V_2连接，此时，Q2集电极为高，与之连接的P沟道MOS管(？]?03)]\11、]\12、]\0、]\14漏极为12￥，所述祖、]\12、]\0、]\14所组成的开关组即实施例二中所描述的第四开关组，其栅极和源极间的电压小于开启电压，4个MOS管均不导通，因此，当两个电源模块都正常工作时，两路电源独立工作，+12V_A与+12V_B独立给各自负载供电。
[0131]当其中一个电源模块出现故障或拔掉后，该路电源对应的MOS管会断开，对应的PG信号拉低，使得与门Ul输出低电平，Ql基极为低电平，Ql发射结不导通，此时，Ql集电极为高电平，Q2基极为高电平，Q2发射结导通，Q2集电极为低电平，此时+12V_A对应的电源模块失效，+ 12V_B对应的电源模块正常工作，则PMOS M2和M4的栅极和源极间的电压大于开启电压，M2和M4导通，其漏极为12V，由于Ml和M3内部存在体二极管，所以Ml和M3的源极电压也接近12V，其栅极和源极间的电压也大于开启电压，Ml和M3会完全导通，此时，+12V_B对应的电源模块为硬盘背板上所有硬盘供电，若+12V_B对应的电源模块失效同理。其中，Ml、M2与M3、M4并联是为了提高最大电流负载值，选用一对P MOS或多对P MOS并联需要根据实际负载最大电流值进行计算。
[0132]电容C2连接所述第一节点和地，起到滤波的作用，所述电容C2所在的电容支路即实施例二中所描述的第七电容支路，所述第一节点为电阻R3所在支路、R4所在支路和电容C2所在支路的交点；所述电阻R3所在支路即实施例二中所描述的第十三电阻支路，连接Ul的输出与所述第一节点，起到限流的作用;所述电阻R4所在支路即实施例二中所描述的第十四电阻支路，连接所述第一节点与Ql的基极，起到限流的作用。
[0133]电阻R6所在支路即为实施例二中所描述的第十五电阻支路，连接开关组Dl的输出端与所述Ql的集电极，起到限流的作用；电阻R7所在支路即为实施例二中所描述的第十六电阻支路，连接所述第二节点与Q2的基极，起到限流的作用，其中，所述第二节点即所述电阻R6所在支路、所述电阻R7所在支路和Ql集电极的交点；电阻R8所在支路即为实施例二中所描述的第七电阻支路，连接开关组Dl的输出端与所述Q2的集电极，起到限流的作用；电阻R9所在支路即为实施例二中所描述的第十七电阻支路，连接所述Q2的集电极与Ml、M2、M3、M4的栅极，起到限流的作用。
[0134]需要说明的是，本实用新型实施例也适用于电源模块为多个场景，以三个电源模块为例，三个以上电源模块的情况与此类似，此处不再一一举例说明。三个电源模块分别记为电源模块1、电源模块2以及电源模块3，相应的，电源隔离芯片模块中包括三个电源隔离芯片，每个电源隔离芯片的电路连接与图3相似，此处不再赘述，三个电源隔离芯片的输出接入电源异常检测模块，由电源异常检测模块判断每个电源模块是否正常工作，并输出供电指示信号到信号电平转换模块，信号电平转换模块将电源异常检测模块输出的所述供电指示信号转换为电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号，并输出所述电平信号到电源分流及合路控制模块，电源分流及合路控制模块根据所述信号电平转换模块输出的电平信号，控制三个电源模块为不同硬盘组供电。
[0135]举例说明，假设硬盘背板上的硬盘分为三个硬盘组，在电源模块正常工作情况下，电源模块I为第一硬盘组供电，电源模块2为第二硬盘组供电，电源模块3为第三硬盘组供电，当所述电源模块I工作异常，不能为第一硬盘组供电时，电源分流及合路控制模块控制所述电源模块2或所述电源模块3为第一硬盘组供电。其中，在选择为第一硬盘组供电的电源模块时，电源分流及合路控制模块可以根据电源模块的序号从小到大的顺序选择电源模块2为第一硬盘组供电，也可以根据电源模块的序号从大到小的顺序选择电源模块3为第一硬盘组供电，也可以选择电源模块2与电源模块3中负荷小的电源模块为第一硬盘组供电，本实用新型实施例对其不作限定。又如，若所述电源模块I和所述电源模块2工作异常，电源分流及合路控制模块控制所述电源模块3为第一硬盘组和第二硬盘组供电。
[0136]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，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实用新型范围的所有变更和修改。
[0137]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种多盘位硬盘的供电电路，其特征在于，包括:至少两个电源模块、以及分流控制电路;其中， 每个电源模块通过所述分流控制电路，分别与不同硬盘组电连接，每个硬盘组中包括至少一个硬盘，不同硬盘组中包括不同的硬盘； 所述分流控制电路确定出各电源模块工作正常时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分流控制电路包括:电源隔离芯片模块、电源异常检测模块、信号电平转换模块以及电源分流及合路控制模块； 所述电源隔离芯片模块，用于根据每个电源模块的输出电压，分别生成电源状态指示信号，并输出每个电源模块对应的电源状态指示信号到电源异常检测模块，其中，所述电源状态指示信号用于指示所对应的电源模块的输出电压的值是否在预设的电压范围内； 所述电源异常检测模块，用于根据所述电源隔离芯片模块输出的所述电源状态指示信号，分别判断每个电源模块是否正常工作，并输出供电指示信号到信号电平转换模块；其中，所述供电指示信号用于指示所述至少两个电源模块中是否有电源模块工作异常； 所述信号电平转换模块，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号转换为电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号，并输出所述电平信号到电源分流及合路控制模块； 所述电源分流及合路控制模块，用于根据所述信号电平转换模块输出的电平信号，确定出各电源模块都正常工作时，控制其为电连接的硬盘组供电；以及，确定出任一电源模块工作异常时，控制工作正常的任一电源模块，还为所述任一工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电源隔离芯片模块包括: 第一电阻支路，用于连接任一电源模块的输出端，对所述任一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到电源隔离芯片的第六引脚； 第二电阻支路，用于连接所述任一电源模块的输出端，对所述任一电源模块的输出电压进行分压，并将分压后的电压信号接入到所述电源隔离芯片的第五引脚； 所述电源隔离芯片，用于根据所述第六引脚的电压信号与所述第五引脚的电压信号，生成所述任一电源模块对应的电源状态指示信号，并通过所述电源隔离芯片的第十四引脚输出所述任一电源模块对应的电源状态指示信号到所述电源异常检测模块。4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电源异常检测模块包括: 与门，对输入至所述与门的每个电源模块对应的电源状态指示信号进行逻辑运算，得到所述供电指示信号，并将所述供电指示信号通过第五电阻支路传输至所述信号电平转换模块。5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号电平转换模块包括: 第一三极管，所述第一三极管的基极通过第六电阻支路与所述电源异常检测模块的输出端连接，所述第一三极管的集电极与第二节点相连，用于将所述电源异常检测模块输出的所述供电指示信号进行极性反转； 第三开关组，所述第三开关组的输入端分别与每个电源模块的输出端连接，选择所述至少两个电源模块中的一个电源模块的输出电压通过第七电阻支路输出到第二三极管的集电极，使所述第二三极管的集电极输出信号的电平与所选择的任一电源模块的输出电压的电平相等； 第二三极管，所述第二三极管的基极通过第八电阻支路与所述第二节点相连接，将所述第二节点输出的信号进行极性转换，输出电源分流及合路控制模块能够接收的电平信号。6.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电源隔离芯片模块还包括:第一开关组，所述第一开关组包括两个源极相连的第一 MOS管与第二 MOS管，所述第一 MOS管的漏极连接至所述第一电源隔离芯片的第十一引脚，所述第二 MOS管的漏极分别与所述第一电源隔离芯片的第十引脚和所述硬盘组相连，所述第一 MOS管与所述第二 MOS管的基极连接至所述第一电源隔离芯片的第八引脚，当所述第十一引脚电压与所述第十引脚电压的差值大于或等于阈值时，所述第八引脚驱动所述第一开关组导通，当所述第十引脚电压与所述第十一引脚电压的差值小于阈值时，所述第一开关组断开； 所述电源分流及合路控制模块包括:第四开关组，至少包括两个漏极相连的第五MOS管与第六MOS管，所述第五MOS管、第六MOS管与所述信号电平转换模块的输出端相连接，所述第五MOS管的源极通过第一支路与所述硬盘组相连，所述第六MOS管的源极通过第二支路与所述硬盘组相连，当所述第一开关组导通且所述第四开关组断开时，控制至少两个电源模块中的每个电源模块为与其电连接的硬盘组供电；当所述第一开关组断开且所述第四开关组导通时，控制正常工作的电源模块，为所述至少一个工作异常的电源模块电连接的硬盘组供电。7.如权利要求1?6中任一所述的电路，其特征在于，每个硬盘组中的硬盘通过电连接的方式插接在硬盘背板中，所述分流控制电路与所述硬盘背板电连接。
【文档编号】G06F1/26GK205644429SQ201620194666
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】巴静
【申请人】浙江大华技术股份有限公司