CN112214092A - 一种ssd硬盘电源时序控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法。一种SSD硬盘电源时序控制电路，应用于分立式供电的SSD硬盘，包括第二电源，其中，所述第二电源的使能引脚连接信号控制模块的输出，所述信号控制模块电性连接第一电源的PG引脚和备电电源的PG引脚；所述备电电源的PG引脚输出高电平，所述信号控制模块输出低电平；所述备电电源的PG引脚输出低电平，且所述第一电源的PG引脚输出高电平时，所述信号控制模块输出高电平，所述第一电源的PG引脚输出低电平，则所述信号控制模块输出低电平；所述备电电源电性连接所述第一电源和所述第二电源。本发明公开一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法在无须时序控制芯片的情况下实现电源时序控制，所用器件简单廉价成本低。
Description
技术领域
本发明涉及SSD硬盘电源技术领域，尤其涉及一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法。
背景技术
存储服务器用到很多SSD硬盘或者机械硬盘作为数据存储介质。目前随着技术进步，越来越趋向于由机械硬盘向SSD硬盘过渡。
现有技术中，在SSD硬盘中往往会使用大量的flash颗粒，由于flash颗粒对于电源有特殊的上下电时序要求，这里以TH58LJGV24BA4C颗粒为例说明，TH58LJGV24BA4C颗粒由VCC、VPP、VCCQ、VREF供电，其中要求：上电时VCC供电要早于VPP供电，下电时要求VPP要早于VCC。目前的SSD硬盘供电方案主要有两种：一种是使用集成式的电源控制芯片，如P8330芯片，所有的供电均由一颗芯片控制，而各个供电的电源时序也由其控制。但这样存在问题，一旦某路电出了问题，整个供电部分都不能正常工作了。而且这种集成式的电源控制芯片各路输出都是固定的，后续如果想升级flash颗粒，整个SSD的电源方案需要全部推翻重做，对于后期优化很不利。另一种是使用分立式的电源控制芯片，每一个电源端都有单独的供电电路，对于每一个电源，上电时可以通过上一级的PG信号做作为自身的ENABLE信号来控制，下电时，针对VCC和VPP，使用专用的时序控制芯片例如LM3880等类似芯片来控制。但这种方式存在备电时间无法控制的问题。时序控制芯片收到ENABLE信号后，延时一段时间触发，这段时间是固定的，已被写死到时序控制芯片内，用于SSD硬盘备电，无法进行调节，而我们SSD硬盘的备电根据所使用flash颗粒的不同，备电时间也是不同的。
发明内容
本发明提供一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法，旨在解决现有技术中出现当SSD硬盘更换不同的flash颗粒或者升级flash颗粒会出现SSD硬盘备电时间改变，可能需要改变电源的时序特征，而采用电源控制芯片或者时序控制芯片控制电源时序的方式，时序调整不方便的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种SSD硬盘电源时序控制电路，应用于分立式供电的SSD硬盘，包括第二电源，其中，所述第二电源的使能引脚连接信号控制模块的输出，所述信号控制模块电性连接第一电源的PG引脚和备电电源的PG引脚；
所述备电电源的PG引脚输出高电平，所述信号控制模块输出低电平；
所述备电电源的PG引脚输出低电平，且所述第一电源的PG引脚输出高电平时，则所述信号控制模块输出高电平，所述第一电源的PG引脚输出低电平，则所述信号控制模块输出低电平；
所述备电电源电性连接所述第一电源和所述第二电源。
更进一步地，所述信号控制模块包括第四电源，所述第四电源电性连接场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1的源极接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接接地的场效应管Q3和电阻R7，所述第二电源的使能引脚连接于所述电阻R5的另一端；所述场效应管Q1的栅极电性连接场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的漏极经电阻R1连接所述第四电源，所述场效应管Q2的源极接地，所述第一电源的PG引脚经电阻R2和电阻R3接地，所述场效应管Q2的栅极连接于所述电阻R2和电阻R3之间。
更进一步地，所述电阻R5的另一端连接场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q3的源极接地，所述备电电源的PG引脚经电阻R4和电阻R6接地，所述场效应管Q3的栅极连接于所述电阻R4和电阻R6之间。
更进一步地，所述备电电源的PG引脚经所述电阻R4电容C1接地。
更进一步地，所述第二电源电性连接电阻R8，所述电阻R8连接场效应管Q4的漏极，所述场效应管Q4的源极接地，所述场效应管Q4的栅极连接所述备电电源的PG引脚。
更进一步地，所述场效应管Q1为P型场效应管，所述场效应管Q2、所述场效应管Q3和所述场效应管Q4为N型场效应管。
更进一步地，所述电阻R4的阻值乘以所述电容C1容值大于所述SSD硬盘的备电时间，小于所述备电电源的供电时间。
本发明提供一种SSD硬盘电源时序控制方法，包括：
上电时：向第一电源的使能引脚发送第一信号，先使所述第一电源供电；
利用所述第一电源稳定供电后所述第一电源的PG引脚输出的高电平控制第二电源使能端使能，再使所述第二电源供电；
下电时：利用备电电源的PG引脚输出的高电平在延迟第一时间T1后控制所述第二电源使先使第二电源下电，所述备电电源对所述第一电源供电第二时间T2后，所述第一电源再下电，其中第一时间T1小于所述第二时间T2。
优选地，在所述备电电源的PG引脚连接RC电路，使得备电电源的PG引脚输出的高电平延迟所述第一时间T1后控制所述第二电源下电。
优选地，将所述RC电路中的电阻R设置为可变电阻或者将所述RC电路中的电容C设置为可变电容；
根据SSD硬盘的备电时间和第二时间T2，改变所述电阻R或者电容C的值来改变所述第一时间T1。
本申请提出的一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法具体有以下有益效果：
本发明提供的一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法适用于分立式SSD硬盘供电，一方面根据所述第一电源在稳定供电后所述第一电源的PG端延迟一定时间之后输出高电平的情况，利用所述第一电源的PG端控制所述第二电源的使能端使能开启，从而实现上电时第一电源先供电第二电源再供电，另一方面利用下电时备电电源能为第一电源和第二电源提供第二时间T2的供电需求，通过所述备电电源的PG端经小于第二时间T2且大于SSD备电时间的延迟控制所述第二电源的使能端不再使能，使第二电源提前下电，在经过第二时间T2后所述第一电源自动下电，从而实现所述第二电源先下电然后所述第一电源再下电。
采用本发明之后一方面不需要使用时序控制芯片，采用普通的场效应管即可实现时序控制功能，能够大幅度降低硬件成本；另一方面，通过改变RC电路的电阻电容值，可以改变延时时间，满足不同flash颗粒构成的SSD硬盘备电要求。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种SSD硬盘电源时序控制电路架构示意图；
图2是本发明实施例中一种SSD硬盘电源时序控制电路实施方式的电路图；
图3是本发明一种SSD硬盘电源时序控制方法的上电流程图；
图4是本发明一种SSD硬盘电源时序控制方法的下电流程图。
图中标号及含义如下：
100、第一电源，200、信号控制模块，300、第二电源，400、备电电源。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1所示，本发明提供一种SSD硬盘电源时序控制电路，应用于分立式供电的SSD硬盘，包括第二电源300，其中，所述第二电源300的使能引脚连接信号控制模块200的输出，所述信号控制模块200电性连接第一电源100的PG引脚和备电电源400的PG引脚；所述第一电源100和第二电源300为直流转直流电源，具体的，所述第一电源100型号为RTQ2822BGQVF，所述第二电源200型号为TPS61170DRVT；所述第一电源100用于对SSD硬盘的VCC供电，所述第二电源300用于对SSD硬盘的VPP供电。
在应用时，所述信号控制模块200功能为：所述备电电源400的PG引脚输出高电平，所述信号控制模块200输出低电平；
所述备电电源400的PG引脚输出低电平，且所述第一电源100的PG引脚输出高电平时，则所述信号控制模块200输出高电平，所述第一电源100的PG引脚输出低电平，则所述信号控制模块200输出低电平。
所述备电电源400电性连接所述第一电源100和所述第二电源300，具体的，所述备电电源400的型号为SYT664RGC，在断电后所述备电电源400通过储电电容对所述第一电源100和第二电源300提供一定时间的备电。
在具体实施过程中，参阅图2所示，所述信号控制模块200包括第四电源，所述第四电源的供电电压为3.3V，所述第四电源电性连接场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1为P型场效应管，所述场效应管Q1的源极接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接接地的场效应管Q3和电阻R7，所述第二电源300的使能引脚连接于所述电阻R5的另一端；所述场效应管Q1的栅极电性连接场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2为N型场效应管，所述场效应管Q2的漏极经电阻R1连接所述第四电源，所述场效应管Q2的源极接地，所述第一电源100的PG引脚经电阻R2和电阻R3接地，所述场效应管Q2的栅极连接于所述电阻R2和电阻R3之间。当所述第一电源100稳定对所述SSD硬盘的VCC提供稳定的电压后，所述第一电源100经过100ms到500ms的延迟之后会通过所述第一电源的PG引脚发出高电平；所述第一电源的PG引脚经所述电阻R2和电阻R3接地，所述场效应管Q2的栅极连接于所述电阻R2和电阻R3之间，因此电阻R3的分压使得所述场效应管Q2导通，所述场效应管Q2导通后拉低所述场效应管Q1的栅极电压，所述场效应管Q1导通，所述第四电源、所述电阻R5、所述电阻R7与地形成通路。
所述电阻R5的另一端连接场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q3为N型场效应管，所述场效应管Q3的源极接地，所述备电电源400的PG引脚经电阻R4和电阻R6接地，所述场效应管Q3的栅极连接于所述电阻R4和电阻R6之间。正常工作时，所述备电电源400的PG引脚发出低电平，所述场效应管Q3的栅极是低电平导致截止，这样所述第二电源300的使能引脚输入是所述电阻R7的分压，使得所述第二电源300使能，所述第二电源对所述SSD硬盘供电。
所述备电电源400的PG引脚经所述电阻R4电容C1接地。
断电备电阶段，由于所述备电电源400存在，所述第一电源100和第二电源300不会立即被断电；断电备电后备电电源的PG引脚输出高电平，先对所述电容C1充电，随着所述电容C1电量容满，所述场效应管Q3的栅极获得高电平，所述场效应管Q3导通，所述电阻R7短路，所述第二电源300的使能引脚直接接地，使得所述第二电源300先停止供电。而所述备电电源400继续对所述第一电源提供备电直至所述备电电源中提供备电的电容所储存的电量被耗完，所述第一电源100停止供电。从而实现了所述第二电源300先停止对SSD硬盘供电，然后所述第一电源100停止对SSD硬盘供电。
具体实施过程中，所述第二电源300电性连接电阻R8，所述电阻R8连接场效应管Q4的漏极，所述场效应管Q4的源极接地，所述场效应管Q4的栅极连接所述备电电源400的PG引脚。正常工作时，当所述备电电源400的PG引脚输出低电平使得所述场效应管Q4的栅极为低电平，所述场效应管Q4截止，当断电备电阶段，所述备电电源400的PG引脚输出高电平，所述场效应管Q4的栅极为高电平，所述场效应管Q4导通，所述第二电源300经电阻R8接地，将所述第二电源300的余电释放。
具体实施过程中，所述电阻R4的阻值乘以所述电容C1容值大于所述SSD硬盘的备电时间，小于所述备电电源400的供电时间。以满足所述SSD硬盘的备电要求的同时按照所述第二电源300先于所述第一电源100的时序下电。
具体实施过程中，所述电阻R4可以为可调电阻，所述电容C1可以为可调电容。
本发明提供一种SSD硬盘电源时序控制方法，包括：
上电时：S100，向第一电源的使能引脚发送第一信号，所述第一信号为高电平信号，先使所述第一电源使能供电；
S200，利用所述第一电源稳定供电后所述第一电源的PG引脚输出的高电平控制第二电源使能端使能，再使所述第二电源使能供电；
下电时：S300，对第一电源、第二电源和备电电源断电，所述备电电源对所述第一电源和第二电源提供备电；
S400，所述备电电源的PG引脚输出的高电平在延迟第一时间T1后控制所述第二电源使先使第二电源下电，所述备电电源对所述第一电源供电第二时间T2后，所述备电电源储电耗尽，所述第一电源再下电，其中第一时间T1小于所述第二时间T2。
具体的用于延迟所述备电电源的高电平信号的为RC电路，在所述备电电源的PG引脚连接RC电路(对应电阻R4和电容C1)，使得备电电源的PG引脚输出的高电平延迟所述第一时间T1后控制所述第二电源下电。
具体的，将所述RC电路中的电阻R设置为可变电阻或者将所述RC电路中的电容C设置为可变电容；
根据SSD硬盘的备电时间和第二时间T2，改变所述电阻R或者电容C的值来改变所述第一时间T1，使得所述第一时间T1小于所述第二时间T2大于所述SSD硬盘的备电时间。
本发明提供的一种SSD硬盘电源时序控制电路及方法适用于分立式SSD硬盘供电，一方面根据所述第一电源在稳定供电后所述第一电源的PG端延迟一定时间之后输出高电平的情况，利用所述第一电源的PG端控制所述第二电源的使能端使能开启，从而实现上电时第一电源先供电第二电源再供电，另一方面利用下电时备电电源能为第一电源和第二电源提供第二时间T2的供电需求，通过所述备电电源的PG端经小于第二时间T2且大于SSD备电时间的延迟控制所述第二电源的使能端不再使能，使第二电源提前下电，在经过第二时间T2后所述第一电源自动下电，从而实现所述第二电源先下电然后所述第一电源再下电。
采用本发明之后一方面不需要使用时序控制芯片，采用普通的场效应管即可实现时序控制功能，能够大幅度降低硬件成本；另一方面，通过改变RC电路的电阻电容值，可以改变延时时间，满足不同flash颗粒构成的SSD硬盘备电要求。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
另外，本发明的签订人是指对一个制定出来的强制访问规则签字认证确定实施的负责人。
尽管已描述了本发明的优选实施例，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发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种SSD硬盘电源时序控制电路，应用于分立式供电的SSD硬盘，其特征在于，包括第二电源(300)，其中，所述第二电源(300)的使能引脚连接信号控制模块(200)的输出，所述信号控制模块(200)电性连接第一电源(100)的PG引脚和备电电源(400)的PG引脚；
所述备电电源(400)的PG引脚输出高电平，所述信号控制模块(200)输出低电平；
所述备电电源(400)的PG引脚输出低电平，且所述第一电源(100)的PG引脚输出高电平时，则所述信号控制模块(200)输出高电平，所述第一电源(100)的PG引脚输出低电平，则所述信号控制模块(200)输出低电平；
所述备电电源(400)电性连接所述第一电源(100)和所述第二电源(300)。
2.根据权利要求1所述的一种SSD硬盘电源时序控制电路，其特征在于，所述信号控制模块(200)包括第四电源，所述第四电源电性连接场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1的源极接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接接地的场效应管Q3和电阻R7，所述第二电源(300)的使能引脚连接于所述电阻R5的另一端；所述场效应管Q1的栅极电性连接场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的漏极经电阻R1连接所述第四电源，所述场效应管Q2的源极接地，所述第一电源(100)的PG引脚经电阻R2和电阻R3接地，所述场效应管Q2的栅极连接于所述电阻R2和电阻R3之间。
3.根据权利要求2所述的一种SSD硬盘电源时序控制电路，其特征在于，所述电阻R5的另一端连接场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q3的源极接地，所述备电电源(400)的PG引脚经电阻R4和电阻R6接地，所述场效应管Q3的栅极连接于所述电阻R4和电阻R6之间。
4.根据权利要求3所述的一种SSD硬盘电源时序控制电路，其特征在于，所述备电电源(400)的PG引脚经所述电阻R4电容C1接地。
5.根据权利要求4所述的一种SSD硬盘电源时序控制电路，其特征在于，所述第二电源(300)电性连接电阻R8，所述电阻R8连接场效应管Q4的漏极，所述场效应管Q4的源极接地，所述场效应管Q4的栅极连接所述备电电源(400)的PG引脚。
6.根据权利要求5所述的一种SSD硬盘电源时序控制电路，其特征在于，所述场效应管Q1为P型场效应管，所述场效应管Q2、所述场效应管Q3和所述场效应管Q4为N型场效应管。
7.根据权利要求4所述的一种SSD硬盘电源时序控制电路，其特征在于，所述电阻R4的阻值乘以所述电容C1容值大于所述SSD硬盘的备电时间，且小于所述备电电源(400)的供电时间。
8.一种SSD硬盘电源时序控制方法，其特征在于，包括：
上电时：向第一电源的使能引脚发送第一信号，先使所述第一电源供电；
利用所述第一电源稳定供电后所述第一电源的PG引脚输出的高电平控制第二电源使能端使能，再使所述第二电源供电；
下电时：利用备电电源的PG引脚输出的高电平在延迟第一时间T1后控制所述第二电源使先使第二电源下电，所述备电电源对所述第一电源供电第二时间T2后，所述第一电源再下电，其中第一时间T1小于所述第二时间T2。
9.根据权利要求8所述的一种SSD硬盘电源时序控制方法，其特征在于，在所述备电电源的PG引脚连接RC电路，使得备电电源的PG引脚输出的高电平延迟所述第一时间T1后控制所述第二电源下电。
10.根据权利要求9所述的一种SSD硬盘电源时序控制方法，其特征在于，将所述RC电路中的电阻R设置为可变电阻或者将所述RC电路中的电容C设置为可变电容；
根据SSD硬盘的备电时间和第二时间T2，改变所述电阻R或者电容C的值来改变所述第一时间T1。
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|---|---|---|---|---|
| CN114155888A (zh) * | 2021-11-21 | 2022-03-08 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种硬盘供电控制装置、方法、计算机设备及存储介质 |
| CN114155888B (zh) * | 2021-11-21 | 2023-08-29 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种硬盘供电控制装置、方法、计算机设备及存储介质 |
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|---|---|
| CN112214092B (zh) | 2022-10-14 |
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