CN103066835B - 一种供电电路及其供电单元和供电方法 - Google Patents
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Abstract
一种供电电路及其供电单元和供电方法。本发明公开了一种供电电路。供电电路可包括电源输入端、电容模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块。第一电压转换模块可具有第一端和第二端，其中第一端耦接电源输入端，第二端耦接电容模块。第二电压转换模块可具有输入端和输出端，其中第二电压转换模块的输入端耦接电源输入端，第二电压转换模块的输出端耦接负载用于为负载供电。该供电电路在电源断开时能保持一段时间的供电，具有电容模块体积小、供电效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电源系统，具体涉及但不限于涉及固态驱动系统的供电电路、供电单元和供电方法。
背景技术
固态驱动(SSD)器件为一种使用固态存储器的数据存储器件，如用于高密度数据存储的闪存器件等。SSD器件可包含存储数据的存储单元和从该存储单元读取数据和写入数据的供电单元。因此，SSD器件的供电系统需要多路电源用于向多个单元提供能量。
对SSD器件的供电系统来说，当电源输入端阻断或浮置后，为了防止数据丢失，需要维持一段时间继续向SSD器件提供能量以安全的保存数据。一种解决方法是在输入端连接一系列的存储电容，用于在电源输入端突然断电时提供能量。为了数据安全，在系统完全掉电前，需要足够的维持时间来完成数据的保存。通常采用大容量的电容组用于储存足够多的能量，然后将电容组的能量充分放电至一个很低的电压。然而，大容量的电容组在电路板上将占据较大的面积，成本也很高。此外，为了适应输入端较大的输入电压范围，往往采用降压-升压(buck-boost)转换电路为负载供电，系统效率较低。
因此，有必要采用改进的供电系统来克服上述问题。
发明内容
为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本发明提出一种供电电路统及其供电单元和供电方法。
根据本发明的又一个方面，一种供电电路包括：电源输入端；电容模块；第一电压转换模块，具有第一端和第二端，其中第一端耦接电源输入端，第二端耦接电容模块；以及第二电压转换模块，具有输入端和输出端，其中第二电压转换模块的输入端耦接电源输入端，第二电压转换模块的输出端耦接负载用于为负载供电。其中第一电压转换模块可包括双向电压转换电路，其中：当电源输入端耦接电源时，双向电压转换电路将电源输入端的输入电压转换为第一电压转换模块的第二端的第一电压，双向电压转换电路为电容模块充电至第一预定电压；以及当电源输入端断开电源时，双向电压转换电路将第一电压转换模块的第二端的电压转换为第一电压转换模块的第一端的第二预定电压；其中第一预定电压高于第二预定电压。第一预定电压高于输入电压。第一电压转换模块可包括：升压转换电路，具有输入端和输出端；以及降压转换电路，具有输入端和输出端；其中升压转换电路的输入端和降压转换电路的输出端一起耦接至第一电压转换模块的第一端，升压转换电路的输出端和降压转换电路的输入端一起耦接至第一电压转换模块的第二端。负载可包括固态驱动器件。电容模块可包括并联的多个电容，其中电容模块具有第三端和第四端，第三端耦接至多个电容的第一端，第四端耦接至多个电容的第二端，其中第三端耦接第一电压转换模块的第二端，第四端耦接系统地。如上所述的供电电路可进一步包括限流电路，限流电路具有输入端和输出端，其中限流电路的输入端选择性地耦接电源，限流电路的输出端耦接电源输入端，其中当限流电路耦接电源时限流电路开通，当限流电路断开电源时限流电路关断用于阻止反向电流。限流电路可包括两个背靠背串联耦接的金属氧化物半导体场效应晶体管。第二电压转换模块可包括多个降压转换电路，多个降压转换电路用于为多个负载供电。
在一个实施例中，第二电压转换模块包括第一降压转换电路和第二降压转换电路；负载包括固态驱动器件，其中固态驱动器件包括闪存总线、第一待机总线、核心总线和第二待机总线；其中第一降压转换电路为闪存总线和第一待机总线供电；以及第二降压转换电路为核心总线和第二待机总线供电。其中第二电压转换模块可进一步包括：耦接于第一降压转换电路和闪存总线之间的第一开关；以及耦接于第二降压转换电路和核心总线之间的第二开关。
根据本发明的另一个方面，一种供电单元包括：电源输入端，选择性地耦接电源；电容端，耦接电容模块；双向电压转换电路，耦接于电源输入端和电容端之间；以及第二电压转换模块，耦接电源输入端，第二电压转换模块具有多个输出端用于为多个负载供电。其中：当电源输入端耦接电源时，双向电压转换电路将电源输入端的输入电压转换成电容端的第一电压为电容模块充电；以及当电源输入端与电源断开时，双向电压转换电路将电容端的电压转换成电源输入端的第二预定电压，其中第二预定电压用于驱动第二电压转换模块，其中第一预定电压高于第二预定电压。其中第一预定电压可大于两倍的第二预定电压。
根据本发明的又一个方面，一种为负载供电的方法包括：将第一电压转换模块耦接在电容模块和电源输入端之间；将第二电压转换模块耦接至电源输入端；判断电源输入端是否和电源耦接；如果电源输入端和电源耦接，经第一电压转换模块为电容模块充电至高于输入电压，同时经第二电压转换模块将输入电压降压后为负载供电；以及如果电源输入端和电源断开，经第一电压转换模块将电容模块电压转换成电源输入端的第二预定电压，电容模块放电，同时经第二电压转换模块将第二预定电压降压后为负载供电。该方法可进一步包括在电源输入端和电源断开的情况下，将电容模块电压与参考电压比较，若电容模块电压小于参考电压，第一电压转换模块和第二电压转换模块停止工作。
根据本发明的实施例所提供的供电电路、供电单元和供电方法，具有在外部电源关断后维持一定时间的供电，同时具有效率高、电容模块体积小和成本低等优点。
附图说明
为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：
图1示出了根据本发明一实施例的供电系统框图；
图2A示出了根据本发明一实施例的正常工作模式下的供电系统示意图；
图2B示出了根据本发明一实施例的掉电模式下的供电系统示意图；
图3示出了根据本发明一实施例的第一电压转换模块示意图；
图4A示出了根据本发明一实施例的正常工作模式下的供电系统示意图，其中该供电系统包含限流电路；
图4B示出了根据本发明一实施例的掉电模式下的供电系统示意图；
图5示出了根据本发明一实施例的限流电路示意图；
图6示出了根据本发明一实施例的SSD系统示意图，其中该系统包括供电系统和SSD器件；
图7示出了根据本发明一实施例的为负载供电的方法流程图；
图8示出了现有技术的降压转换电路拓扑示意图；以及
图9示出了现有技术的升压转换电路拓扑示意图。
下面将参考附图详细说明本发明的具体实施方式。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同的或相似的部件或特征。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。本发明旨在涵盖权利要求书所定义和权利要求书所定义的发明精神内的一切可能的等同或替换方式实施例。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。为了清晰明了地阐述本发明，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。
术语“电压转换电路”或“转换电路”可指将第一节点处的一电信号转换成另一节点处的另一电信号的电路或系统。电信号可指电压、电流或电功率等。术语“预定的”可指“固定的”，也可指预定的的变化值或可控的变化值。
图1示出了根据本发明一实施例的供电100系统。供电系统100包括第一电压转换模块11、电容模块12和第二电压转换模块13。供电系统100具有电源输入端IN。第一电压转换模块11具有第一端111和第二端112，其中第一端111耦接电源输入端IN，第二端112耦接电容模块12。第二电压转换模块13具有输入端131和输出端132，其中输入端131耦接电源输入端IN用于接收电源输入端IN的输入电压Vin。输出端132为负载14供电。在一个实施例中，第一电压转换模块11包括一个双向电压转换电路。双向电压转换电路基于一定的条件进行双向的电压转换，如图2A和图2B所示。在一个实施例中，如图3所示，第一电压转换模块11包括并联的升压转换电路和降压转换电路。在一个实施例中，电容模块12包括一电容。在另一个实施例中，电容模块12包括并联的多个电容。在一个实施例中，第二电压转换模块13包括一降压转换电路(或buck电路)。在另一个实施例中，第二电压转换模块13包括多个降压转换电路。在一个实施例中，负载14为SSD器件。
继续图1的说明，在一个实施例中，第一电压转换模块11包括一双向电压转换电路。其中在正常工作时，电源输入端IN与电源耦接，双向电压转换电路将电源电压Vin转换成一个更高的电压，在第二端112输出。第二端112的电压通过电容模块12保持。在正常工作时，电容模块12被充电，电能被存储在电容模块12中。在正常工作时，第二电压转换模块13由外部电源供电。当电源被断开时，如为保存存储器中数据需要继续保持一段时间的供电，因此第二电压转换模块13的输出电压需要保持一段时间的高电平。
图2A示出了根据本发明一实施例的正常工作模式下的供电系统200A，此时，电源输入端IN耦接电源201。图2B示出了根据本发明一实施例的当电源输入端IN掉电时的供电系统200B，此时，电容模块12继续供电用于将输出电压Vout1和Vout2维持一段时间的高电平。供电系统200A和供电系统200B都包括供电电路20，用于为多个负载241和242供电。在一个实施例中，电源201为电池或电池组。
参看图2A，供电电路20包括第一电压转换模块11，电容模块12和第二电压转换模块13。第一电压转换模块11和第二电压转换模块13组成供电单元21或供电单元21的一部分。在一个实施例中，供电单元21包括在半导体基底上制作的集成电路。在另一个实施例中，供电单元21的控制电路和功率开关制作在集成电路上，而供电单元21的其它部件如电容和电感等在该集成电路外部，不一起集成。第一电压转换模块11包括双向电压转换电路11。在图示的实施例中，供电单元21具有耦接电源201的电源输入端IN，耦接电容模块12的电容端TC，使得双向电压转换电路11耦接在电源输入端IN和电容端TC之间。电源输入端IN耦接双向电压转换电路11的第一端111，电容端TC耦接双向电压转换电路11的第二端112。双向电压转换电路11在电容端TC和电容模块12耦接。第二电压转换模块13的输入端耦接电源输入端IN，第二电压转换模块13的多个输出端Vout1和Vout2耦接多个负载241和242用于为负载241和242供电。第二电压转换模块13内部包括第一降压转换电路231和第二降压转换电路232。第一降压转换电路231和第二降压转换电路232可以为任何现有的降压转换电路，例如图8所示的Buck降压转换电路。第一降压转换电路231将电源输入端IN的电压转换成电压更低的电压Vout1用于为第一负载241供电。第二降压转换电路232将电源输入端IN的电压转换成电压更低的电压Vout2用于为第二负载242供电。在一个实施例中，Vout1电压值比Vout2高。Vout1和Vout2不同的电压值对应不同的负载需求。然而，降压转换电路的个数不局限于2个，本发明的其它实施例中的降压转换电路可以为任意正整数个。
继续图2A的说明，电容模块12包括并联的多个电容C1-C4。电容C1-C4的第一端耦接第三端121，电容C1-C4的另一端耦接第四端122。其中第三端121进一步耦接第一电压转换模块11的第二端112，第四端122耦接参考地GND。在另一个实施例中，电容模块12包括一个电容。在其它的实施例中，电容模块12中电容的个数可以为任意正整数个。
继续图2A的说明。当电源输入端IN与外部电源201耦接时，供电电路20工作于正常工作模式。在正常工作模式下，电源201通过第二转换电压模块13为负载241和242供电。另外，电源201进一步对电容模块12存储电能。电源201在电源输入端IN提供输入电压Vin。第一降压转换电路231将输入电压Vin转换成一个低于Vin的电压Vout1为负载241供电。第二降压转换电路232将输入电压Vin转换成一个低于Vin的电压Vout2为负载242供电。在电源输入端IN耦接电源201的正常工作模式下，双向电压转换电路11将输入电压Vin转换成第一电压V1。电流Ic从双向电压转换电路11流向电容模块12为电容模块12充电并在电容模块12储能。当第一电压V1上升到第一预定电压V10时，双向电压转换电路11停止向电容模块12充电，Ic＝0。其中第一预定电压V10大于输入电压Vin。当第一电压V1低于第一预定电压V10时，双向电压转换电路11继续为电容模块12充电直到第一电压V1到达第一预定电压V10值。也就是说，在正常工作状态下，双向电压转换电路11将电源输入端IN的电压转换成第一预定电压V10用于为电容模块12充电。在一个实施例中，输入电压Vin的范围为4.5伏特至5.5伏特之间，第一预定电压V10的范围为12伏特至13伏特之间。
图2B示出了当电源输入端IN和电源断开时，供电电路20工作于掉电模式的实施例示意图，此时电源输入端IN的电压被电容模块12保持一段时间。当电源201断开后，双向电压转换电路11将电容端TC的电压转换成位于电源输入端的第二预定电压V2。电流Ic从电容模块12流向双向电压转换电路11，电容模块12放电。在一个实施例中，第一预定电压V10大于第二预定电压V2。在一个实施例中，第一预定电压V10大于两倍的第二预定电压：2*V2。例如，在一个实施例中，第一预定电压V10范围为12伏特至13伏特，第二预定电压V2范围为3伏特至6伏特。第二电压转换模块13将电压V2转换成多个低于第二预定电压V2的输出电压Vout1和Vout2用于继续为负载241和242供电。这样，电能通过双向电压转换电路11和第二电压转换模块13从电容模块12转移至负载。在一个实施例中，负载241和242为存储器件，在如上所述的掉电模式下，存储器件中的数据有缓冲时间被安全保存。由于电容模块12被放电，电容端TC的电容模块电压下降，当电容模块电压低于一预定电压时，双向电压转换电路11和第二电压转换模块13停止工作，停止对负载供电。
双向电压转换电路11将电容模块12充电至一个较高电压的第一预定电压，因此，在电容值比较低的情况下也能存储较高的能量。在掉电模式下，双向电压转换电路将电容模块12的电压转换成在电源输入端的第二预定电压，电容模块12上的电压可以被放电至很低的值，使得电容模块12中存储的电能被充分释放。例如，假设电容模块12的电容值为C，第一预定电压为V10，电容模块12放电至等于第二预定电压V2，则掉电过程中释放的电能为如果将第一预定电压V10设置为很高的值，而将第二预定电压V2设置为很低的值，掉电模式过程中释放的电能可以充分地保障系统安全的关闭。相应地，电容模块的电容值被降低，同时降低电容模块的体积和成本。
图3示出了根据本发明一实施例的第一电压转换模块300，其中第一电压转换模块300包括并联的升压转换电路31和降压转换电路32。下面将结合图1对第一电压转换模块300进行说明。升压转换电路31具有输入端311和输出端312。降压转换电路32具有输入端321和输出端322。升压转换电路31的输入端311和降压转换电路32的输出端322一起耦接在第一电压转换模块300的第一端111，并耦接至电源输入端IN。升压转换电路31的输出端312和降压转换电路32的输入端321一起耦接在第一电压转换模块300的第二端112，并耦接至电容模块12。当电源输入端IN和电源耦接时，升压转换电路31将电源的输入电压转换成电压V32用于为电容模块充电。在一个实施例中，电压V32为一个可变值。当电压V32上升至第一预定电压时，升压转换电路31停止对电容模块12充电。当电源输入端IN和电源断开时，降压转换电路32将电压V32转换成电压V31，使得电容模块12放电。在一个实施例中，电压V31为第二预定电压，其中第一预定电压高于第二预定电压。升压转换电路31和降压转换电路32可以为任何拓扑的电路。例如，图8示出了一个现有的降压转换电路拓扑(如buck电路)。图9示出了一个现有的升压转换电路拓扑(如boost电路)。
图4A和图4B中的供电电路40包括限流电路45。其中图4A示出了根据本发明一实施例的在正常工作模式中的包括供电电路40的供电系统400A。图4B示出了根据本发明一实施例的在掉电模式中的包括供电电路40的供电系统400B。供电电路40包括供电单元21和电容模块12。供电单元21具有电源输入端IN，电容端TC和多个输出端Vout1和Vout2。供电单元21包括限流电路45，双向电压转换电路41和第二电压转换模块13。其中限流电路45具有耦接至电源输入端IN的输入端451和耦接至双向电压转换电路41和第二电压转换模块13的输出端452。在另一个实施例中，限流电路耦接至供电单元21，并且限流电路具有选择性地耦接至电源201的输入端以及耦接至电源输入端IN的输出端。
参看图4A，在正常工作模式下，电源201耦接至限流电路45，限流电路45开通。在一个实施例中，如图5所示，限流电路包括两个背靠背串联耦接的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)51和52。在正常工作模式下，当流过限流电路45的输入电流大于一阈值时，限流电路45的电阻在控制信号控制下增大，用于限制输入电流。当输入电流低于该阈值时，限流电路45完全导通，电阻很低，使得具有较高的效率。在正常工作模式下，双向电压转换电路41工作于升压模式，将节点411的输入电压Vin转换为第一电压V1为电容模块12充电至第一预定电压V10。在一个实施例中，节点411为电源输入端。
参看图4B，当电源断开后，电源系统400B工作于掉电模式。在一个实施例中，掉电状态通过电源输入端IN低于一阈值而被检测。一旦检测到掉电状态，双向电压转换电路41工作于降压模式。双向电压转换电路41将电压V1转换成一个更低的电压，在节点411输出用于为第二电压转换模块13供电。同时，限流电路45关断，阻断从节点411流向电源输入端IN的反向电流。
图5示出了根据本发明一实施例的限流电路45。限流电路45具有输入端451，输出端452和控制端453。限流电流45包括第一N型MOSFET51和第二N型MOSFET52，其中第一MOSFET51和第二MOSFET52以背靠背的方式串联耦接。第一MOSFET51的漏极耦接输入端451，第一MOSFET51的源极耦接第二MOSFET52的源极，第一MOSFET51的栅极耦接控制端453。第二MOSFET52的漏极耦接限流电路45的输出端452，第二MOSFET52的栅极耦接控制端453。MOSFET51和MOSFET52各有一个从源极到漏极的体二极管D1和D2。在这个结构下，当控制端的控制信号将MOSFET管51和52关断时，体二极管D1和D2反向偏置，电流既不能从输入端451流向输出端452，也不能从输出端452流向输入端451。在正常工作模式下，MOSFET管51和52被控制端453的控制信号控制导通，若从输入端451流向输出端452的输入电流高于阈值时，控制端453在控制信号作用下使得MOSFET51工作于线性区，MOSFET管51和52的电阻升高，使得输入电流被限制；当输入电流低于该阈值时，控制端453的控制信号电压升高，MOSFET管51和52工作于饱和状态完全导通，使得限流电路45的压降很小，系统效率较高。当电源断开工作于掉电模式时，限流电路45关断。同时，MOSFET52的体二极管D2阻止从限流电路45的输出端452流向输入端451的反向电流。因此，在掉电模式下，限流电路45能阻止反向电流，使得电源输入端的前端器件不受影响，降低额外的电能损耗。
图6示出了根据本发明一实施例的SSD系统600。SSD系统600包括供电电路601和SSD器件602。SSD器件602为数据存储器件，包括用于存储数据的存储单元和用于从存储单元读数据与向存储单元写数据的管理单元。存储单元和管理单元需要不同的供电电压。SSD器件601具有四路电源总线，包括第一待机总线641，闪存总线642，第二待机总线643和核心总线644。例如，第一待机总线641需要约2.85伏特的第一输入电压，和约0.2安培的电流。闪存总线642需要约2.85伏特的第一输入电压，和约3安培的电流。核心总线644需要约1伏特的第一输入电压，和约3安培的电流。第二待机总线643需要约1伏特的第一输入电压，和约0.2安培的电流。SSD器件可被整体上视为一个负载也可以以多个电源总线被视为多个负载。
继续图6的说明，供电电路601为SSD器件602供电，包括提供2.85伏特电压和0.2安培电流的第一电源，提供2.85伏特电压和3安培电流的第二电源，提供1伏特电压和3安培电流的第三电源和提供1伏特电压和0.2安培电流的第四电源。供电电路601包括限流电路65，电源输入端IN，第一电压转换模块11，电容模块12和第二电压转换模块13。限流电路65包括输入端651和输出端652，其中在正常工作模式中，输入端651耦接电源，在掉电模式中，输入端651可能被浮置。输出端652耦接电源输入端IN。第一电压转换模块11耦接在电源输入端IN和电容模块12之间，用于在正常工作模式下向电容模块12存储能量以及在掉电模式下从电容模块12提取能量驱动第二电压转换模块13。在图示的实施例中，正常工作模式下的外部电源输入电压Vin和掉电模式下第一电压转换模块11转换后的期望电压均为5伏特，正常工作模式下电容模块12的期望充电电压为12.8伏特。通过第一电压转换模块11，电压12.8伏特可用于在掉电状态下驱动第二电压转换模块13。如此，高能量可被存储于电容模块12中。对于一定的存储能量来说，电容模块12的电容值可降低。第二电压转换模块13包括第一降压转换电路631和第二降压转换电路632。第二电压转换模块13进一步包括耦接在第一降压转换电路631和闪存总线642之间的第一开关633，以及耦接于第二降压转换电路632和核心总线644之间的第二开关634。第一开关633和第二开关634用于选择性地为闪存总线642和核心总线644供电。第一降压转换电路631将电源输入端IN的电压转换成2.85伏特的预定电压，并将2.85伏特的输出电压用于为第一待机总线641和闪存总线642供电。第二降压转换电路632将电源输入端IN的电压转换成1伏特的预定电压，并用于为第二待机总线643和核心总线644供电。
图6中的SSD系统仅作为一个示例。图1-4所示的供电电路实施例可用于另外形式的负载，如其它类型的存储器件或其它任意需要在掉电时维持一定时间输入电压的器件或电路。
图7示出了根据本发明一实施例的为负载供电的方法700流程图。该方法包括在正常工作模式下通过外部电源为负载供电，以及在掉电模式下，通过电容模块为负载供电。其中在正常工作模式下，电源将电容模块充电至高于输入电压。结合图7，方法700包括步骤一701将第一电压模块耦接在电容模块和电源输入端IN之间，以及步骤二702将第二电压模块耦接至电源输入端IN。步骤703判断系统的工作状态，即判断电源输入端是否耦接电源。若电源输入端耦接电源，判断工作于正常工作模式，方法700进一步包括步骤711和712。若电源从电源输入端IN断开，判断处于掉电模式，方法700进一步包括步骤721-724。
在步骤711，一旦电源输入端IN耦接电源，电源通过第二电压转换模块为负载供电。同时，电源的输入电压通过第一电压转换模块转换成第一电压用于为电容模块充电。在一个实施例中，第一电压的预定电压高于输入电压Vin。
同时，在步骤712，第二电压转换模块将输入电压Vin转换成低于电压Vin的电压并为负载供电。在一个实施例中，第二电压转换模块包括多个降压转换电路，将输入电压Vin转换成多个输出电压，用于为多个负载供电。
当电源移除或阻断，电源输入端IN从电源断开时，在系统完全掉电之前需要将一些数据保存。此时，通过第一电压转换模块和第二电压转换模块的转换，被储能的电容模块释放电能，用于为负载供电。在步骤721，第一电压转换模块将电容模块电压Vc转换成第二预定电压V2，电容模块放电为负载供电。在一个实施例中，第二预定电压V2为可变值。在另一个实施例中，第二预定电压V2为固定值。在一个实施例中，第二预定电压V2低于第一电压的预定电压，第一电压的预定电压高于电源的输入电压。
同时，在步骤722，第二电压转换模块将电源输入端的电压V2转换成低于电压V2的输出端的输出电压Vout，用于为负载供电。在一个实施例中，电压V2被第二电压转换模块中的多个降压转换电路转换成多个输出电压，用于为多个负载供电。
在一个实施例中，在电源输入端IN和电源断开的状态下，电容模块电压Vc用于和参考电压Vref比较。在步骤723，若电压Vc低于参考电压Vref，第一电压转换模块和第二电压转换模块停止工作，系统完全掉电。若电压Vc高于参考电压Vref，步骤721和721继续进行。
在另一个实施例中，若第二电压V2低于一参考值，第一电压转换模块和第二电压转换模块停止工作。
方法可进一步包括如图4A和图4B所述的将限流电路耦接在电源输入端之前。当限流电路耦接电源时，限流电路开通，第一电压转换模块生成比电源输入端电压高的电压用于为电容模块充电。当电源断开时，限流电路关断，阻值反向电流；同时第一电压转换模块产生比电容模块电压低的第二电压，用于驱动第二电压转换模块。
上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本发明进行说明，这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本发明的精神和权利要求限定的保护范围。
Claims (14)
1.一种供电电路，包括：
电源输入端；
电容模块；
第一电压转换模块，具有第一端和第二端，其中第一端耦接电源输入端，第二端耦接电容模块；以及
第二电压转换模块，具有输入端和输出端，其中第二电压转换模块的输入端耦接电源输入端，第二电压转换模块的输出端耦接负载用于为负载供电；
其中第一电压转换模块包括双向电压转换电路，其中：
当电源输入端耦接电源时，双向电压转换电路将电源输入端的输入电压转换为第一电压转换模块的第二端的第一电压，双向电压转换电路为电容模块充电至高于输入电压的第一预定电压；以及
当电源输入端断开电源时，双向电压转换电路将第一电压转换模块的第二端的电压转换为第一电压转换模块的第一端的第二预定电压；
其中第一预定电压高于第二预定电压。
2.如权利要求1所述的供电电路，其中第一电压转换模块包括：
升压转换电路，具有输入端和输出端；以及
降压转换电路，具有输入端和输出端；
其中升压转换电路的输入端和降压转换电路的输出端一起耦接至第一电压转换模块的第一端，升压转换电路的输出端和降压转换电路的输入端一起耦接至第一电压转换模块的第二端。
3.如权利要求1所述的供电电路，其中负载包括固态驱动器件。
4.如权利要求1所述的供电电路，其中电容模块包括并联的多个电容。
5.如权利要求4所述的供电电路，其中电容模块具有第三端和第四端，其中第三端耦接至多个电容的第一端，第四端耦接至多个电容的第二端，其中第三端耦接第一电压转换模块的第二端，第四端耦接系统地。
6.如权利要求1所述的供电电路，进一步包括限流电路，限流电路具有输入端和输出端，其中限流电路的输入端选择性地耦接电源，限流电路的输出端耦接电源输入端，其中当限流电路耦接电源时限流电路开通，当限流电路断开电源时限流电路关断用于阻止反向电流。
7.如权利要求6所述的供电电路，其中限流电路包括两个背靠背串联耦接的金属氧化物半导体场效应晶体管。
8.如权利要求1所述的供电电路，其中第二电压转换模块包括多个降压转换电路，多个降压转换电路用于为多个负载供电。
9.如权利要求1所述的供电电路，其中：
第二电压转换模块包括第一降压转换电路和第二降压转换电路；
负载包括固态驱动器件，其中固态驱动器件包括闪存总线、第一待机总线、核心总线和第二待机总线；其中
第一降压转换电路为闪存总线和第一待机总线供电；以及
第二降压转换电路为核心总线和第二待机总线供电。
10.如权利要求9所述的供电电路，其中第二电压转换模块进一步包括：
耦接于第一降压转换电路和闪存总线之间的第一开关；以及
耦接于第二降压转换电路和核心总线之间的第二开关。
11.一种供电单元，包括：
电源输入端，选择性地耦接电源；
电容端，耦接电容模块；
双向电压转换电路，耦接于电源输入端和电容端之间；以及
第二电压转换模块，耦接电源输入端，第二电压转换模块具有多个输出端用于为多个负载供电；
当电源输入端耦接电源时，双向电压转换电路将电源输入端的输入电压转换成电容端的第一电压为电容模块充电，双向电压转换电路为电容模块充电至高于输入电压的第一预定电压；以及
当电源输入端与电源断开时，双向电压转换电路将电容端的电压转换成电源输入端的第二预定电压，其中第二预定电压用于驱动第二电压转换模块，其中第一预定电压高于第二预定电压。
12.如权利要求11所述的供电单元，其中第一预定电压大于两倍的第二预定电压。
13.一种为负载供电的方法，包括：
将第一电压转换模块耦接在电容模块和电源输入端之间；
将第二电压转换模块耦接至电源输入端；
判断电源输入端是否和电源耦接；
如果电源输入端和电源耦接，经第一电压转换模块为电容模块充电至高于输入电压，同时经第二电压转换模块将输入电压降压后为负载供电；以及
如果电源输入端和电源断开，经第一电压转换模块将电容模块电压转换成电源输入端的第二预定电压，电容模块放电，同时经第二电压转换模块将第二预定电压降压后为负载供电。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在电源输入端和电源断开的情况下，将电容模块电压与参考电压比较，若电容模块电压小于参考电压，第一电压转换模块和第二电压转换模块停止工作。
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