CN106648016B - 供电电路、供电设备及供电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种供电电路、供电设备及供电方法，所述供电电路包括控制器以及与该控制器、备用电池分别电连接的计数器，所述备用电池用于在主板掉电后，对所述主板进行供电；所述控制器用于在主板掉电时，发送触发脉冲至所述计数器；所述计数器用于在接收到所述触发脉冲后，进行计数；主板再次上电之前，所述控制器读取所述计数器中的计数值，并根据所述计数值判断是否使能所述主板上电。本申请能够有效避免备用电池容量不足时，用户误开机再次异常掉电时，主板不能通过备用电池进行数据的完整备份，从而造成数据丢失，本申请的供电电路、供电设备及供电方法可靠性高，成本低，管理简单。

Description

供电电路、供电设备及供电方法

技术领域

本申请涉及供电领域，尤其涉及一种供电电路、供电设备及供电方法。

背景技术

随着大数据计算时代的到来，存储和服务器产品不断发展，功能形态越来越丰富，同时对产品的可靠性要求也越来越高。为了保证可靠性，目前大部分存储和服务器产品设有备用电池，在市电异常或供电电源损坏时，系统(存储和服务器产品)可启动备用电池进行供电，在一定时间内让系统完成数据备份，避免数据的丢失。

由于系统掉电时，通常需要较大的电流供电，而备用电池在刷过几次数据后就无法继续供电，如果在电池的电量未及时充满的情况下，系统再次掉电，用户数据将无法备份，可能造成极大损失，因此如何最大化保证备用电池的可靠性显得尤为重要。

目前，对于上述问题，通常采用下列方式进行解决：

方案一，增加单个备用电池的电池容量，增加可刷数据的次数；

方案二，增加备用电池的数量，并分成主备用电池和副备用电池，在主备用电池电量不足时，启用副备用电池；

方案三，增加库仑计芯片，对电量进行精确计算，系统启动时先读取库仑计芯片的计算的电量信息，电量低时则强制保存关机。

然而上述方案会存在以下缺陷：

对于方案一，增加电池采购成本，容量会存在浪费，且容量对应的可刷次数还是有限的，并不能完全解决问题；

对于方案二，可靠性增强，但成本相应提高，管理起来会比较复杂；

对于方案三，库仑计芯片需要软件底层做较多处理，增加开发难度，同时增加库仑计芯片也会相应增加成本。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种供电电路、供电设备及供电方法，以解决现有技术中存在的备用电池容量不足时，用户无启用备用电池开机造成的数据丢失问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本申请的第一方面，提供一种供电电路，包括控制器以及与该控制器、备用电池分别电连接的计数器，所述备用电池用于在主板掉电后，对所述主板进行供电；

所述控制器用于在主板掉电时，发送触发脉冲至所述计数器；

所述计数器用于在接收到所述触发脉冲后，进行计数；

当主板再次上电之前，所述控制器读取所述计数器中的计数值，并根据所述计数值和预设可刷次数，判断是否使能所述主板上电。

可选地，所述控制器还被设定为，比较所述计数值与预设可刷次数；

当所述计数值小于所述预设可刷次数时，使能所述主板上电；

当所述计数值等于所述预设可刷次数时，禁止所述主板上电。

可选地，所述计数器被设定为，在主板完成一次数据备份时，触发一次计数。

可选地，所述计数器的置数控制端电连接复位开关，且计数器的置数输入端接地。

可选地，所述计数器的置数控制端电连接所述控制器的复位输出端。

可选地，还包括与所述控制器电连接的指示灯；

所述控制器还被设定为，在判断出所述计数器中的计数值等于预设可刷次数时，发送开启信号至所述指示灯。

可选地，所述控制器与计数器通过背板电池模块接口电连接，所述备用电池经放电开关连接所述背板电池模块接口。

可选地，所述备用电池电连接充电模块，所述充电模块被设定为，当判断出所述备用电池的电量再次被充满时，发送清零信号至所述计数器。

根据本申请的第二方面，提供一种供电设备，包括备用电池以及上述供电电路。

根据本申请的第三方面，提供一种供电方法，所述方法包括：

当主板掉电时，启动备用电池对所述主板进行供电，并启动计数；

当主板再次上电之前，获取计数值，并根据所述计数值和预设可刷次数，判断是否使能所述主板上电。

可选地，所述方法还包括：

比较所述计数值与预设可刷次数；

当所述计数值小于所述预设可刷次数时，使能所述主板上电；

当所述计数值等于所述预设可刷次数时，禁止所述主板上电。

本申请的有益效果：通过对备用电池的可刷次数进行量化，当主板连续刷数据后，可阻止主板开机，避免引起数据丢失，即能够有效避免备用电池容量不足时，用户误开机再次异常掉电时，导致主板不能通过备用电池供电以进行数据的完整备份，从而造成数据丢失，本申请的供电电路、供电设备及供电方法具有可靠性高、成本低、管理简单等优势。

本申请的供电电路以及供电方法适用于电池性能按次数计算的产品，例如存储设备、服务器等。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本实施例提供的一种供电电路的结构框图；

图2是本实施例提供的又一种供电电路的结构框图；

图3是本实施例提供的一种供电电路的结构图；

图4是本实施例提供的一种供电方法的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

参见图1，本实施例提供的供电电路，包括控制器2以及与该控制器2、备用电池3分别电连接的计数器1，所述备用电池3用于在主板掉电后，对所述主板(例如计算机的主板等)进行供电。

其中，所述控制器2用于在主板掉电时，发送触发脉冲至所述计数器1，所述计数器1在接收到所述触发脉冲后，进行计数。

主板再次上电之前，所述控制器2读取所述计数器1中的计数值，并根据所述计数值和预设可刷次数，判断是否使能所述主板上电。

控制器2可设于主板上，也可独立于主板而设，本实施例以控制器2设于主板上为例进行说明。

需要说明的是，当控制器2设于主板上，控制器2的供电电源与主板的常用供电电源是不同的，即控制器2的供电电源单独设置，控制器2的供电电源可在主板掉电后以及主板再次上电之前对控制器2供电，使得控制器2正常工作。

本实施例的主板还包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，所述控制器2与所述CPU电连接。

另外，在本实施例中，如不特别说明，主板掉电是指主板的常用供电电源模块(图中未标出)出现异常时，主板发生断电的情况；主板上电是指通过常用供电电源模块对主板(主板上除控制器2外的模块)供电，使得主板正常工作的情况。在正常情况下，主板是通过一个常用的供电电源(例如市电)进行上电工作的。

本实施例通过设置计数器1，在主板通过备用电池3进行供电时进行计数，获取备用电池3的性能次数，当用户连续刷数据后，可阻止主板开机，能够有效避免备用电池3容量不足的情况下，用户误开机(即主板通过常用供电电源模块上电)导致的产品(例如存储设备、服务器设备等)再次异常掉电时，由于备用电池3的容量不足而不能为主板提供供备份数据所需的电源，从而造成数据丢失的风险，可靠性高。另外，主板待机时，只有计数器1在工作，功耗大大降低。

请结合图1和图2，控制器2与计数器1可直接连接，也可通过背板电池模块接口4转接连接。

又参见图2，备用电池3经放电开关6、背板电池模块接口4连接主板，当主板掉电后，则会开启放电开关6，通过备用电池3对主板进行供电，从而使得主板在掉电后能够进行数据备份，防止数据丢失。

为对计数器1进行复位，计数器1还连接复位开关5，通过控制该复位开关5，实现该计数器1的复位(即计数器1清零)操作。

控制器2还电连接指示灯7，用于在备用电池3电量较低时，对用户进行提示。

为实现对备用电池3的重复利用，备用电池3还经充电开关8连接充电模块9，通过控制该充电开关8，实现对该备用电池3的充电。

具体地，参见图3，计数器1包括电源输入端VCC、使能端EN、置数输入端D0、D1、D2、D3、…、Dn、时钟输入端CLK、计数输出端Q0、Q1、Q2、Q3、…、Qn，置数控制端LD。

其中，计数器1的电源输入端VCC、使能端EN均电连接所述备用电池3，通过备用电池3提供给所述计数器1工作所需的电源。

计数器1的置数输入端D0、D1、D2、D3、…、Dn均接地，以保证在复位时，计数器1的计算输出端Q0、Q1、Q2、Q3、…、Qn能够被清零。

相应地，所述控制器2包括与所述计数器1的计数输出端Q0、Q1、Q2、Q3、…、Qn对应连接的数据输入端、与所述计数器1的时钟输入端CLK对应连接的时钟输出端CLK以及与所述计数器1的置数控制端对应连接的复位输出端。

具体地，计数器1的时钟输入端与控制器2的时钟输出端电连接，以通过控制器2触发所述计数器1开始计数。

计数器1的计数输出端与控制器2的数据输入端电连接，以获取计数器1的计数值。

为实现自动控制计数器1清零，计数器1的置数控制端电连接所述控制器2的复位输出端，且计数器1的置数输入端接地。在备用电池3重新充满电后，控制器2的复位输出端输出复位信号(高电平或低电平有效)至计数器1的置数控制端，将置数输入端的置数值零直接赋值给计数器1的数据输出端，起到计时器清零的作用。

为进一步控制计数器1清零，所述计数器1的置数控制端电连接复位开关5，且计数器1的置数输入端接地。该复位开关5可手动或自动控制其开启/关闭，本实施例以复位开关5手动关闭为例进行说明。在手动按下该复位开关5后，计数器1的置数控制端被置位，实现了手动进行计数器1清零。

在一具体实施例中，计数器1的置数输入端为D0、D1、D2和D3，计数器1的计数输出端为Q0、Q1、Q2和Q3，计数器1的置数控制端为LD，且复位信号为低电平有效。

其中，计数器1的输入端D0、D1、D2和D3均接地，即该计数器1的复位置数值为零，计数器1的置数控制端LD连接控制器2的复位输出端RESET，且LD还连接有接地的复位开关5。

当计数器1的置数控制端LD在接收到控制器2的复位输出端RESET发送的低电平后，将D0、D1、D2和D3的置数赋值给Q0、Q1、Q2和Q3，从而实现该计时器的清零。

当手动按下复位开关5后，计数器1的置数控制端LD被拉低，将D0、D1、D2和D3的置数赋值给Q0、Q1、Q2和Q3，从而实现该计时器的手动清零。

本实施例中，所述计数器1被设定为，在主板完成一次数据备份时，触发一次计数。

对于备用电池3而言，当主板掉电时，备用电池3可供主板刷新数据进行备份的次数是相对固定的。超过该预设可刷次数时，备用电池3电压会急剧下降，主板直接掉电(这里特指备用电池由于电量不足而不能给主板供电)。

为获取备用电池3的预设可刷次数，在备用电池3满容量且主板掉电时，通过备用电池3对主板供电，同时按下复位开关5，以拉低计数器1的置数控制端。此时，主板会一直刷数据进行数据备份，测试该备用电池3的预设可刷次数。

具体地，当主板的进行1次数据备份且主板仍由备用电池供电时，计数器则按照1次计数。如果主板在备份数据的过程中掉电(这里特指备用电池由于电量不足而不能给主板供电)，则表明备用电池3容量不足，计数器则不计入此次数据备份。

当然，备用电池3的预设可刷次数也可根据经验值进行设定。

本实施例中，备用电池3的预设可刷次数是5次。

本实施例中，所述控制器2还被设定为，比较所述计数值与预设可刷次数，当所述计数值小于所述预设可刷次数时，使能所述主板上电(即通过常用供电电源模块对主板供电)；当所述计数值等于所述预设可刷次数时，禁止所述主板上电(即禁止常用供电电源模块对主板供电)。这样，就能够防止当备用电池3容量不足时，主板开机再次异常掉电造成的数据丢失情况的发生。

可选地，备用电池3经放电开关6与主板电源接口电连接。

其中，当控制器2判断出计数值小于所述预设可刷次数时，控制器2则发送使能信号至常用供电电源模块，使得主板在常用供电电源模块的供电下，正常上电工作。在一具体实施例中，当所述计数值等于所述预设可刷次数时，控制器2则发送断开信号至常用供电电源模块，从而禁止常用供电电源模块对主板供电，防止再次常用供电电源模块再次异常掉电后，因备用电池3容量不足，导致主板不能通过备用电池将该主板中的数据备份，导致数据丢失，造成不必要的损失。

为了在备用电池3电量不足时，防止用户重新对主板上电，造成数据的丢失，所述供电电路还包括与所述控制器2电连接的指示灯7，以进行备用电池3低电量的警示。

具体地，控制器2包括指示灯7输出端，所述指示灯7一端与所述指示灯7输出端电连接，指示灯7的另一端接地。

所述控制器2还被设定为，当判断出所述计数器1中的计数值等于预设可刷次数时，发送开启信号至所述指示灯7，指示灯7被点亮，以提示用户该备用电池3的电量较低，若对主板重新上电，主板再掉电时可能造成数据丢失的风险。

其中，指示灯7的类型可根据需要进行选择。可选地，所述指示灯7是LED灯。

本实施例中，控制器2可以为可编程逻辑器件，主板的CPU与该可编程逻辑器件电连接。

其中，所述控制器2的数据输入端、时钟输出端和复位输出端、指示灯7输出端均为可编程逻辑器件的接口。

可编程逻辑器件的数据输入端连接计数器1的数据输出端，可编程逻辑器件的时钟输出端连接计数器1的时钟输入端，可编程逻辑器件的复位输出端连接计数器1的复位控制端。

在主板掉电时，主板CPU发送掉电信号至所述可编程逻辑器件，例如主板CPU在所述可编程逻辑器件的寄存器中写入1，可编程逻辑器件在读取到该寄存器值为1时，生成一个触发脉冲CLK，并经可编程逻辑器件的时钟输出端将该触发脉冲CLK通过背板电池模块接口4发送至计数器1的时钟输入端。计数器1的时钟输入端在接收到所述触发脉冲后，开始进行计数。

可编程逻辑器件可选择CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)等。

又参见图3，本实施例中，为实现备用电池3的可重复利用，所述备用电池3电连接充电模块9。所述充电模块9被设定为，当判断出所述备用电池3的电量再次被充满时，发送清零信号至所述计数器1。

具体地，所述充电模块9包括充电芯片和与该充电芯片电连接的控制电路。其中，充电芯片以及控制电路的供电是由背板电池模块接口4输入的外部电源。

所述计数器1还包括清零端CR，所述充电芯片的状态指示位经控制电路与所述清零端CR电连接。

在所述备用电池3重新充满电后，充电芯片的状态指示位通过控制电路输出清零信号COMPLETE至计数器1的清零端CR，对计数器1的清零。

由此可见，本实施例通过设置复位开关5跳线机制(即开启该复位开关5)、可编程逻辑器件自动控制以及IC(integrated circuit，集成电路)状态指示控制等方式实现计数器1的清零操作，可解决各种情况开机需求。

所述备用电池3经充电开关8电连接所述充电模块9，并经背板电池模块接口4电连接主板。

为实现对所述放电开关6、充电开关8的自动控制，所述控制器2还与所述充电开关8的控制端、放电开关6的控制端电连接。

另外，在上述实施例中，由于计数器1具有记忆性，故本申请的供电电路支持电池模块(这里电池模块是指包括备用电池3和计数器1等的模块，参见图3)的热拔插，即电池模块从背板电池模块接口热拔插后，只要该电池模块中的备用电池3能够对计数器1进行供电，则计数器1中会依然保留有前次(即电池模块热拔插前)记录的计数值，并在下一次供电电路工作时，计数器会在此计数值的基础上进行计数，从而更加精确地确定出备用电池3的容量。

在另一实施例中，供电电路包括控制器2(例如CPLD)，通过控制器2完成计数器1的计数功能，但需要对该控制器2长期供电，不仅功耗较大，也不支持备用电池3的热拔插，即备用电池3掉电后，所述控制器2即丢失该备用电池3的容量信息。可选地，所述控制器2是所述主板的CPLD。

值得一提的是，本实施例还提供一种供电设备，包括备用电池3以及上述供电电路。

所述备用电池3经充电开关8与充电模块9连接。

如图4所示，为本申请提供的供电方法的流程图，与上述供电电路相对应，可参照上述供电电路的实施例来理解或解释该供电方法的内容。

参见图4，本实施例还提供的一种供电方法，所述方法可以包括：

S101：当主板掉电时，启动备用电池3对所述主板进行供电，并启动计数；

S102：当主板再次上电之前，获取计数值，并根据所述计数值和预设可刷次数，判断是否使能所述主板上电。

其中，所述预设可刷次数被设定为，备用电池满容量时，对所述主板进行供电，所述主板可刷新数据进行备份的次数。

可选地，所述方法还包括：

比较所述计数值与预设可刷次数；

当所述计数值小于所述预设可刷次数时，使能所述主板上电；

当所述计数值等于所述预设可刷次数时，禁止所述主板上电。

综上所述，本申请的供电电路、供电设备以及供电方法，通过对备用电池3的可刷次数进行量化，当主板连续刷数据后，可阻止主板开机，避免引起数据丢失，即能够有效避免备用电池3容量不足时，用户误开机再次异常掉电时，由于备用电池容量不足，导致主板不能通过备用电池供电进行数据的完整备份。从而造成数据丢失，本申请的供电电路、供电设备以及供电方法具有可靠性高、成本低、管理简单等优势。

本申请的供电电路以及供电方法适用于电池性能按次数计算的产品，例如存储设备、服务器等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种主板的供电电路，其特征在于，包括控制器以及与该控制器、备用电池分别电连接的计数器，所述备用电池用于在主板掉电后，对所述主板进行供电；

所述控制器用于在主板掉电时，发送触发脉冲至所述计数器；

所述计数器用于在接收到所述触发脉冲后，进行计数；

当主板再次上电之前，所述控制器读取所述计数器中的计数值，并根据所述计数值和预设可刷次数，判断是否使能所述主板上电；

所述控制器还被设定为，比较所述计数值与预设可刷次数；

当所述计数值小于所述预设可刷次数时，使能所述主板上电；

当所述计数值等于所述预设可刷次数时，禁止所述主板上电。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述计数器被设定为，在主板完成一次数据备份时，触发一次计数。

3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述计数器的置数控制端电连接复位开关，且计数器的置数输入端接地。

4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述计数器的置数控制端电连接所述控制器的复位输出端。

5.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的指示灯；

所述控制器还被设定为，在判断出所述计数器中的计数值等于预设可刷次数时，发送开启信号至所述指示灯。

6.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制器与计数器通过背板电池模块接口电连接，所述备用电池经放电开关连接所述背板电池模块接口。

7.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述备用电池电连接充电模块，所述充电模块被设定为，当判断出所述备用电池的电量再次被充满时，发送清零信号至所述计数器。

8.一种主板的供电设备，包括备用电池，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的供电电路。

9.一种主板的供电方法，其特征在于，所述方法包括：

当主板掉电时，启动备用电池对所述主板进行供电，并启动计数；

当主板再次上电之前，获取计数值，并根据所述计数值和预设可刷次数，判断是否使能所述主板上电；

当所述计数值小于所述预设可刷次数时，使能所述主板上电；

当所述计数值等于所述预设可刷次数时，禁止所述主板上电。

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