一种断电保护硬盘装置的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种断电保护硬盘装置。


背景技术：

2.硬盘作为一种常见的数据存储媒介，在使用过程中往往需要考虑多个方面的问题，例如散热、灰尘、静电、磁场以及电源，其中，电源的突发性断电最为令人焦虑。当工作中的硬盘被强行关闭电源(突发性断电)时，硬盘可能会面临物理上的损坏以及大量数据的丢失；现有技术中，主要采用优化硬盘的磁头设计，当硬盘突然断电时，硬盘的磁头会迅速归位，防止磁头在磁盘上停留而损坏磁盘，最终达到保护硬盘的物理结构，但是硬盘上的数据在断电时依旧得不到保护。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种断电保护硬盘装置，其能解决突发性断电导致硬盘数据丢失的问题。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种断电保护硬盘装置，包括用于应急供电的供电模块、用于储存电能的电池模块、用于对电池模块进行充电的充电模块和用于保护硬盘的数据控制模块，所述充电模块的输入端外接有用于提供电源的供电接口con1，所述充电模块的输出端与电池模块的输入端连接，所述电池模块的输出端通过供电模块与数据控制模块的电源端连接，所述供电模块、充电模块和电池模块均与数据控制模块连接。
6.优选的，所述充电模块包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电阻r1、电阻r2、电感l1、二极管d2和芯片u1，所述电容c1的一端、电容c2的一端和芯片u1的输入端vin均与供电接口con1连接，所述电阻r1的一端和电阻r2的一端均与芯片u1的反馈端fb连接，所述芯片u1的使能输入端en与数据控制模块连接，所述二极管d2的负极和电感l1的一端均与芯片u1的输出端sw连接，所述电感l1的另一端、电容c3的一端和电容c4的一端均与电池模块的输入端连接，所述芯片u1的检测端cs与电池模块连接，所述电阻r1的另一端、电阻r2的另一端、芯片u1的接地端、二极管d2的正极、电容c3的另一端和电容c4的另一端均接地。
7.优选的，所述电池模块包括电池组bt1、电阻rcs1、电阻r3、电阻r7、场效应管q1、电阻r4、电阻r6、电阻r8、电阻r10、二极管d1和二极管d3，所述电池组bt1的正极、电阻r3的一端、场效应管q1的源极均与充电模块的输出端连接，所述电阻rcs1的一端和充电模块均与电池组bt1的负极连接，所述电阻r3的另一端和数据控制模块的电量采集端均与电阻r7的一端连接，所述电阻r4的一端和电阻r6的一端均与场效应管q1的的栅极连接，所述电阻r4的另一端、二极管d3的正极和供电接口con1均与电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端和数据控制模块的供电检测端均与电阻r10的一端连接，所述场效应管q1的漏极与二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极和二极管d3的负极均与供电模块的输入端连接，所述电阻rcs1的另一端、电阻r7的另一端、电阻r6的另一端和电阻r10的另一端均接地。
8.优选的，所述供电模块包括电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电阻r5、电阻r9、电阻r11、电阻r12、电感l2、电感l3、芯片u2和芯片u3，所述电容c5的一端、电容c6的一端、电容c9的一端、电容c10的一端、芯片u2的输入端、芯片u2的控制端、芯片u3的输入端和芯片u3的控制端均与电池模块的输出端连接，所述芯片u2的开关端与电感l2的一端连接，所述电阻r5的一端和电阻r9的一端均与芯片u2的反馈输出端连接，所述芯片u3的开关端与电感l3的一端连接，所述电阻r11的一端和电阻r12的一端均与芯片u3的反馈输出端连接，所述电阻r5的另一端、电感l2的另一端、电容c7的一端、电容c8的一端、电阻r11的另一端、电感l3的另一端、电容c11的一端、电容c12的一端均与数据控制模块的电源端连接，所述电容c5的另一端、电容c6的另一端、电容c9的另一端、电容c10的另一端、芯片u2的接地端、芯片u3的接地端、电阻r9的另一端、电容c7的另一端、电容c8的另一端、电阻r12的另一端、电容c11的另一端和电容c12的另一端均接地。
9.优选的，所述数据控制模块包括芯片u4，所述芯片u4的串行输出端口连接有用于储存数据的硬盘，所述芯片u4的电量采集端bat_capacity和供电检测端pwr_status均与电池模块连接，所述芯片u4的驱动端charge_en与充电模块连接，所述芯片u4的模拟电源端avdd和数字电源端dvdd均与供电模块的输出端连接。
10.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过充电模块在硬盘日常使用时，对电池模块进行充电，以使得电池模块能够储存电能作为备用电压，外界断电时，电池模块中储存的电能通过供电模块对数据控制模块进行供电，以使得数据控制模块驱使硬盘进行数据的保存以及正常卸载，达到保护硬盘和硬盘数据的目的。
附图说明
11.图1为本实用新型中所述的断电保护硬盘装置的电路图。
12.图2为本实用新型中所述的数据控制模块的电路图。
13.图3为本实用新型中所述的充电模块的电路图。
14.图4为本实用新型中所述的电池模块的电路图。
15.图5为本实用新型中所述的供电模块的电路图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选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。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本实用新型中的具体含义。
19.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
20.如图1-5所示，一种断电保护硬盘装置，包括用于应急供电的供电模块、用于储存电能的电池模块、用于对电池模块进行充电的充电模块和用于保护硬盘的数据控制模块，所述充电模块的输入端外接有用于提供电源的供电接口con1，所述充电模块的输出端与电池模块的输入端连接，所述电池模块的输出端通过供电模块与数据控制模块的电源端连接，所述供电模块、充电模块和电池模块均与数据控制模块连接。具体的，供电接口con1用于正常提供电源，芯片u1及其外围元件组成充电模块，用于对电池模块进行充电，芯片u2和芯片u3及其外围元件组成充电模块，并且电池组bt1组成电池模块，芯片u4及其外围元件组成数据控制模块，u5为硬盘单元。优选的，芯片u1的型号为：xl4201e1-sop-8，芯片u2和芯片u3的型号均为：sy8088-sot23-5，芯片u4采用带有微控制器和sata数据缓冲的cpu，例如：海思的hi3536。
21.具体的，所述电池模块包括电池组bt1、电阻rcs1、电阻r3、电阻r7、场效应管q1、电阻r4、电阻r6、电阻r8、电阻r10、二极管d1和二极管d3，所述电池组bt1的正极、电阻r3的一端、场效应管q1的源极均与充电模块的输出端连接，所述电阻rcs1的一端和充电模块均与电池组bt1的负极连接，所述电阻r3的另一端和数据控制模块的电量采集端均与电阻r7的一端连接，所述电阻r4的一端和电阻r6的一端均与场效应管q1的的栅极连接，所述电阻r4的另一端、二极管d3的正极和供电接口con1均与电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端和数据控制模块的供电检测端均与电阻r10的一端连接，所述场效应管q1的漏极与二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极和二极管d3的负极均与供电模块的输入端连接，所述电阻rcs1的另一端、电阻r7的另一端、电阻r6的另一端和电阻r10的另一端均接地。在本实施例中，场效应管q1、二极管d1和二极管d3组成电源选通电路，正常情况下，供电接口con1给系统进行供电，同时会给场效应管q1的栅极一个高电平，使得mos管处于截止状态，从而断开电池组bt1对芯片u4进行供电，当外部供电接口突然断电时，场效应管q1的栅极就会被拉低，使得场效应管q1处于导通状态，随即使用电池组bt1对芯片u4进行供电，防止因为供电接口con1断电而导致芯片u4突然关机，达到保护系统数据、保护硬盘的目的，进一步的，当供电接口con1供电正常时，芯片u4的供电检测端pwr_status通过电阻r8和电阻r10组成的分压电路检测供电接口con1的电压，具体的，供电接口con1的电压通过电阻r8和电阻r10进行分压，使得，芯片u4的供电检测端pwr_status得到约为3.0v左右的高电平。当供电接口con1断电时，芯片u4的供电检测端pwr_status得到约为0v左右的低电平，则芯片u4就会启动断电保护程序，对硬盘数据进行保存并卸载硬盘，准备关机。
22.优选的，所述充电模块包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电阻r1、电阻r2、电感l1、二极管d2和芯片u1，所述电容c1的一端、电容c2的一端和芯片u1的输入端vin均与供电接口con1连接，所述电阻r1的一端和电阻r2的一端均与芯片u1的反馈端fb连接，所述芯片u1的使能输入端en与芯片u4的驱动端charge_en连接，所述二极管d2的负极和电感l1的一端均与芯片u1的输出端sw连接，所述电感l1的另一端、电容c3的一端和电容c4的一端均与电池模块中的电池组的正极连接，所述芯片u1的检测端cs与电池模块连接，所述电阻r1的另一端、电阻r2的另一端、芯片u1的接地端、二极管d2的正极、电容c3的另一端和电容c4的另一端均接地。在本实施例中，电阻r3和电阻r7对电池组bt1的电压进行分压，以使芯片u4
通过电量采集端bat_capacity采集到一个模拟信号值，具体的，利用电压来体现电池组bt1容量的大小，进一步的，电池组bt1使用的是3s 18650电池组，其满电状态电池电压为12.6v，通过分压电阻(电阻r3和电阻r7)输出到电量采集端bat_capacity的模拟信号大小为3.0v左右，实际上，芯片u4的io引脚输入输出是有电压大小要求的，直接把电池电压给到芯片u4的io引脚，是会烧坏芯片u4的，所以增加了一个由电阻r3和电阻r7组成的分压电路，以保护芯片u4。因为电池容量和电池电压比较接近线性关系，因此设定芯片u4通过电量采集端bat_capacity采集到模拟信号值小于2.5v时，所述芯片u4的驱动端charge_en向芯片u1的使能输入端en发送一个电信号，使得芯片u1开始向电池组bt1进行充电。
23.优选的，所述供电模块包括电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电阻r5、电阻r9、电阻r11、电阻r12、电感l2、电感l3、芯片u2和芯片u3，所述电容c5的一端、电容c6的一端、电容c9的一端、电容c10的一端、芯片u2的输入端、芯片u2的控制端、芯片u3的输入端和芯片u3的控制端均与电池模块的输出端连接，所述芯片u2的开关端与电感l2的一端连接，所述电阻r5的一端和电阻r9的一端均与芯片u2的反馈输出端连接，所述芯片u3的开关端与电感l3的一端连接，所述电阻r11的一端和电阻r12的一端均与芯片u3的反馈输出端连接，所述电阻r5的另一端、电感l2的另一端、电容c7的一端和电容c8的一端均与芯片u4的数字电源端dvdd连接，所述电阻r11的另一端、电感l3的另一端、电容c11的一端、电容c12的一端均与芯片u4的数字电源端avdd连接，所述电容c5的另一端、电容c6的另一端、电容c9的另一端、电容c10的另一端、芯片u2的接地端、芯片u3的接地端、电阻r9的另一端、电容c7的另一端、电容c8的另一端、电阻r12的另一端、电容c11的另一端和电容c12的另一端均接地。
24.在本实施例中，预先在芯片u4中录入断电保护程序，正常时，芯片u4的电量采集端bat_capacity通过分压电阻(电阻r3和电阻r7)采集电池组bt1的电压的模拟信号值，其中电池组bt1使用的是3s 18650电池组，其满电状态电池电压为12.6v，经过分压电阻(电阻r3和电阻r7)分压后，此时芯片u4的电量采集端bat_capacity采集到的模拟信号大小为3.0v左右，当芯片u4通过电量采集端bat_capacity采集到模拟信号值小于2.5v(即电池组bt1的电量少于11v)时，芯片u4的驱动端charge_en向芯片u1的使能输入端en发送一个电信号，使得芯片u1开始向电池组bt1进行充电。进一步的，场效应管q1、二极管d1和二极管d3组成电源选通电路，正常情况下，供电接口con1给系统进行供电，同时会给场效应管q1的栅极一个高电平，使得mos管处于截止状态，从而断开电池组bt1对芯片u4进行供电，当外部供电接口突然断电时，场效应管q1的栅极就会被拉低，使得场效应管q1处于导通状态，随即使用电池组bt1对芯片u4进行供电，防止因为供电接口con1断电而导致芯片u4突然关机，达到保护系统数据、保护硬盘的目的，进一步的，当供电接口con1供电正常时，芯片u4的供电检测端pwr_status通过电阻r8和电阻r10组成的分压电路检测供电接口con1的电压，具体的，供电接口con1的电压通过电阻r8和电阻r10进行分压，使得，芯片u4的供电检测端pwr_status得到约为3.0v左右的高电平。当供电接口con1断电时，芯片u4的供电检测端pwr_status得到约为0v左右的低电平，则芯片u4就会启动断电保护程序，对硬盘数据进行保存并卸载硬盘，准备关机。从而实现在突发断电情况下保护硬盘。
25.对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护
范围之内。