CN114496002B - 一种供电电路及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电电路及存储设备，该方案中，供电电源通过电源板给硬盘背板供电，电源板在上电后通过自身的第一电源输出端为硬盘背板供电，此时自身的第二电源输出端断开，由于电源板的第一电源输出端和所述硬盘背板之间通过板对板连接器连接，版对板连接器的传输距离较短，供电损耗较小，供电效率也较高，而在接收到热插拔指令后电源板通过自身的第二电源输出端为所述硬盘背板供电，第二电源输出端和硬盘背板之间的供电电缆能够保证硬盘背板在热插拔时的移动。基于此，通过板对板连接器和供电线缆之间的切换，保证硬盘背板能够热插拔的同时，在硬盘背板无需热插拔时也能避免供电时损耗的增加，并提高供电效率，减小供电时热量的产生。

Description

一种供电电路及存储设备

技术领域

本发明涉及供电领域，特别是涉及一种供电电路及存储设备。

背景技术

现有技术中的存储设备中通常设置有为硬盘背板进行供电的电源板，电源板通过与供电电源连接，基于供电电源输出的电能为硬盘背板进行供电。但是通常情况下需要能够实现硬盘在硬盘背板上的热插拔操作，也即电源板在为硬盘背板进行供电的同时，硬盘背板能够通过自身与存储设备的机箱之间设置的硬盘托架上的滑轮进行移动，从而在硬盘背板连同托架一并滑出存储设备的机箱之后进行硬盘的热插拔操作，因此，电源板和硬盘背板之间需要设置较长的供电线缆，以保证硬盘背板能够移动。

但是，较长的供电电缆的阻抗较大，会导致电源板到硬盘背板上的供电损耗较大，降低供电效率，特别地，在存储设备启动时，硬盘的瞬间启动电流很大，较长的供电电缆也会使得电源板到硬盘背板的压降增大，硬盘背板的供电电压不足而无法正常工作，此外，在存储设备且在无需进行热插拔操作时较长的供电电缆会产生大量的热，增加存储设备的温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电电路及存储设备，在硬盘背板无需热插拔时也能避免供电时损耗的增加，并提高供电效率，减小供电时热量的产生。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种供电电路，包括电源板及硬盘背板；

所述电源板的电源输入端与供电电源连接，第一电源输出端通过板对板连接器与所述硬盘背板的第一电源输入端连接，第二电源输出端通过供电线缆与所述硬盘背板的第二电源输入端连接，用于在上电后通过自身的第一电源输出端为所述硬盘背板供电，并控制自身的所述第二电源输出端断开，在接收到热插拔指令后控制自身的所述第一电源输出端断开，并通过自身的第二电源输出端为所述硬盘背板供电。

优选的，所述电源板包括控制模块、第一供电隔离芯片、第二供电隔离芯片；

所述第一供电隔离芯片的输入端与所述供电电源连接，输出端为所述电源板的第一电源输出端，控制端与所述控制模块的第一控制信号输出端连接，用于在接收到供电信号时导通，以为所述硬盘背板供电；

所述第二供电隔离芯片的输入端与所述供电电源连接，输出端为所述电源板的第二电源输出端，控制端与所述控制模块的第二控制信号输出端连接，用于在接收到所述供电信号时导通，以为所述硬盘背板供电；

所述控制模块用于在上电后且未接收到所述热插拔指令时将所述供电信号发送至所述第一供电隔离芯片，在接收到所述热插拔指令时将所述供电信号发送至所述第二供电隔离芯片。

优选的，所述控制模块包括处理器和控制开关；所述供电信号为高电平；

所述处理器的第一控制信号输出端为所述控制模块的第一控制信号输出端，第二控制信号输出端为所述控制模块的第二控制信号输出端，用于在上电后且所述控制开关导通时通过自身的第一控制信号输出端和第二控制信号输出端输出所述高电平，在所述控制开关断开时通过自身的第二控制信号输出端输出所述高电平，同时通过自身的第一控制信号输出端输出低电平；

所述控制开关的第一端与所述处理器的第二控制信号输出端连接，第二端接地，用于在未接收到所述热插拔指令时导通，以拉低所述处理器的第二控制信号输出端的电平，在接收到所述热插拔指令时断开，以使所述处理器输出所述高电平至所述第二供电隔离芯片。

优选的，还包括稳压模块；

所述稳压模块的第一端与所述控制模块的第二控制信号输出端连接，第二端与所述控制开关的第一端连接，用于在所述控制开关闭合时稳定电压。

优选的，所述稳压模块包括隔离稳压电源与稳压开关管，所述稳压开关管的第一端为所述稳压模块的第一端，所述稳压开关管的第二端为所述稳压模块的第二端，所述稳压开关管的控制端与所述隔离稳压电源的输入端连接；

所述稳压开关管用于在自身导通且所述控制开关闭合时稳定电压；

所述隔离稳压电源用于控制所述稳压开关管导通。

优选的，还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻的一端与所述稳压开关管的控制端连接，另一端与所述隔离稳压电源的输入端连接。

优选的，还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述控制模块的第二控制信号输出端连接，另一端与所述控制开关的第一端连接。

优选的，所述第一供电隔离芯片为第一Efuse，所述第二供电隔离芯片为第二Efuse。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种存储设备，包括上述所述的供电电路。

本发明提供了一种供电电路及存储设备，该方案中，供电电源通过电源板给硬盘背板供电，电源板在上电后通过自身的第一电源输出端为硬盘背板供电，此时自身的第二电源输出端断开，由于电源板的第一电源输出端和所述硬盘背板之间通过板对板连接器连接，版对板连接器的传输距离较短，供电损耗较小，供电效率也较高，而在接收到热插拔指令后电源板通过自身的第二电源输出端为所述硬盘背板供电，第二电源输出端和硬盘背板之间的供电电缆能够保证硬盘背板在热插拔时的移动。基于此，通过板对板连接器和供电线缆之间的切换，保证硬盘背板能够热插拔的同时，在硬盘背板无需热插拔时也能避免供电时损耗的增加，并提高供电效率，减小供电时热量的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种供电电路的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种供电电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种供电电路及存储设备，在硬盘背板无需热插拔时也能避免供电时损耗的增加，并提高供电效率，减小供电时热量的产生。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种供电电路的结构示意图。

该供电电路包括电源板及硬盘背板；

电源板的电源输入端与供电电源连接，第一电源输出端通过板对板连接器与硬盘背板的第一电源输入端连接，第二电源输出端通过供电线缆与硬盘背板的第二电源输入端连接，用于在上电后通过自身的第一电源输出端为硬盘背板供电，并控制自身的第二电源输出端断开，在接收到热插拔指令后控制自身的第一电源输出端断开，并通过自身的第二电源输出端为硬盘背板供电。

本实施例中，在不进行热插拔操作，电源正常供电时，第一电源输出端通过板对板连接器与硬盘背板的第一电源输入端连接，此时电源板通过自身的第一电源输出端为硬盘背板供电，由于板对板连接器的连接，相比使用供电线缆的连接，电源板到硬盘背板之间的压降减小，减小了硬盘背板上的硬盘的掉盘风险，同时降低了损耗，提高了供电效率。板对板连接器将电源板的接口和硬盘背板的接口直接连接，相比于供电线缆，阻抗值更小，在需要进行热插拔时，根据热插拔指令，控制自身的第一电源输出端断开，并通过自身的第二电源输出端为硬盘背板供电，此时电源板和硬盘背板之间通过供电线缆连接，供电线缆有一定的长度，可以满足硬盘背板从机箱滑出，同时这时硬盘的工作电流已经不再是启动时的大电流模式，所以此时的压降也不会因为硬盘的大电流而增加，提高了硬盘的可靠性。

具体的，电源板在上电后通过自身的第一电源输出端为硬盘背板供电，并控制自身的第二电源输出端断开，在接收到热插拔指令后控制自身的第一电源输出端断开，并通过自身的第二电源输出端为硬盘背板供电，实际上输出到硬盘背板上的电压值本发明的供电电路，在绝大多数正常工作场景下，也就是没有进行热插拔时，从供电电源到电源板再到硬盘背板将不通过任何的供电线缆连接，极大程度上提高了供电效率，正常工作场景下，由于消除掉了供电线缆上的电能的损耗，则线缆发热对系统环温上升的影响被消除，降低系统散热设计的难度，在绝大多数正常工作场景下，从电源到电源板再到硬盘背板将不通过任何的供电线缆，极大程度降低了供电链路上的压降，在热维护工作状态下，硬盘的工作电流已经不再是启动时的大电流模式，即使热维护供电网络下，线缆上的压降的最差情况也会缓解很多，极大减小了系统掉盘的风险。

这里的机箱可以是JBOD(Just a Bunch Of Disks，带有多个磁盘驱动器的存储设备)机箱，也可以是其他的机箱，这里不作额外的限定。

总的来说，本申请提供了一种供电电路，该方案中，供电电源通过电源板给硬盘背板供电，电源板在上电后通过自身的第一电源输出端为硬盘背板供电，此时自身的第二电源输出端断开，由于电源板的第一电源输出端和所述硬盘背板之间通过板对板连接器连接，版对板连接器的传输距离较短，供电损耗较小，供电效率也较高，而在接收到热插拔指令后电源板通过自身的第二电源输出端为所述硬盘背板供电，第二电源输出端和硬盘背板之间的供电电缆能够保证硬盘背板在热插拔时的移动。基于此，通过板对板连接器和供电线缆之间的切换，保证硬盘背板能够热插拔的同时，在硬盘背板无需热插拔时也能避免供电时损耗的增加，并提高供电效率，减小供电时热量的产生。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明提供的另一种供电电路的结构示意图。

作为一种优选的实施例，电源板包括控制模块、第一供电隔离芯片11、第二供电隔离芯片12；

第一供电隔离芯片11的输入端与供电电源连接，输出端为电源板的第一电源输出端，控制端与控制模块的第一控制信号输出端连接，用于在接收到供电信号时导通，以为硬盘背板供电；

第二供电隔离芯片12的输入端与供电电源连接，输出端为电源板的第二电源输出端，控制端与控制模块的第二控制信号输出端连接，用于在接收到供电信号时导通，以为硬盘背板供电；

控制模块用于在上电后且未接收到热插拔指令时将供电信号发送至第一供电隔离芯片11，在接收到热插拔指令时将供电信号发送至第二供电隔离芯片12。

本实施例中，供电电源分成两部分输入，一部分通过第一供电隔离芯片11输入，另一部分通过第二供电隔离芯片12，两路输入会选择其中一路在上电后开始工作，两个供电隔离芯片的原理相同，都是在接收到供电信号时导通，以为硬盘背板供电，在不需要进行热插拔而进行正常供电时，控制模块没有接收到热插拔指令而将供电信号发送给第一供电隔离芯片11，电源通过第一供电隔离芯片11为硬盘背板供电，控制模块接收到热插拔指令时将供电信号发送至第二供电隔离芯片12，此时电源通过第二供电隔离芯片12为硬盘背板供电，供电模式一为电源板上的P12V_PSU经过第一供电隔离芯片11，输出P12V进入硬盘背板，电源板与硬盘背板通过板对板连接器互联，供电模式二为电源板上的P12V_PSU经过第二供电隔离芯片12，输出P12V进入硬盘背板，电源板与硬盘背板通过折叠的供电线缆互联，这种供电的切换提高了方案的可靠性和可行性。

作为一种优选的实施例，控制模块包括处理器3和控制开关K；供电信号为高电平；

处理器3的第一控制信号输出端为控制模块的第一控制信号输出端，第二控制信号输出端为控制模块的第二控制信号输出端，用于在上电后且控制开关K导通时通过自身的第一控制信号输出端和第二控制信号输出端输出高电平，在控制开关K断开时通过自身的第二控制信号输出端输出高电平，同时通过自身的第一控制信号输出端输出低电平；

控制开关K的第一端与处理器3的第二控制信号输出端连接，第二端接地，用于在未接收到热插拔指令时导通，以拉低处理器3的第二控制信号输出端的电平，在接收到热插拔指令时断开，以使处理器3输出高电平至第二供电隔离芯片12。

本实施例中，处理器3在上电后且控制开关K导通时通过自身的第一控制信号输出端和第二控制信号输出端输出高电平，这里需要说明，处理器3既会发送控制信号给第一供电隔离芯片11，也会发送控制信号给第二供电隔离芯片12，这里的供电信号为高电平信号第一供电隔离芯片11和第二供电隔离芯片12均是高电平导通，控制开关K是用于进行热插拔的一个指示，在用于在未接收到热插拔指令时导通，以拉低处理器3的第二控制信号输出端的电平，在接收到热插拔指令时断开，以使处理器3输出高电平至第二供电隔离芯片12，已完成不同方式的供电控制，提高了方案的可靠性。

另外，这里的处理器3使用CPLD，这里不作额外的限定。

作为一种优选的实施例，还包括稳压模块；

稳压模块的第一端与控制模块的第二控制信号输出端连接，第二端与控制开关K的第一端连接，用于在控制开关K闭合时稳定电压。

本实施例中，为了在控制开关K闭合时，稳定电路中的电压，还需要加入稳压模块，在控制开关K闭合的瞬间，拉低第二供电隔离芯片12的电平，直接将第二供电隔离芯片12接地，所以第二供电隔离芯片12的电压可能会有一个不平稳的波形，为了消除波形的震荡，加入稳压模块，提高了方案的可靠性。

作为一种优选的实施例，稳压模块包括隔离稳压电源4与稳压开关管4，稳压开关管4的第一端为稳压模块的第一端，稳压开关管4的第二端为稳压模块的第二端，稳压开关管4的控制端与隔离稳压电源4的输入端连接；

稳压开关管4用于在自身导通且控制开关K闭合时稳定电压；

隔离稳压电源4用于控制稳压开关管4导通。

本实施例中，稳压模块包括稳压开关管4和隔离稳压电源4，隔离稳压电源4为稳压开关管4提供电压，使得稳压开关管4处于常开状态，以保证稳压开关管4的稳压作用，稳压开关管4可以是一个N型MOSFET，控制开关K在此控制网络里为一个开关，在硬件线路设计中的处理方式是直接把N型MOSFET的源极接到系统外手拧螺丝固定的螺丝孔，此螺丝孔不要在PCB设计时接入GND，而是设计为悬空状态。而当手拧螺丝固定完成后，该螺丝孔通过手拧螺丝和机箱外壳相连，进而接入系统GND，则控制开关K的闭合和断开的状态，与机箱外手拧螺丝的安装状态所对应，当系统稳定运行时，手拧螺丝为固定状态，控制开关K相当于闭合状态，N型MOSFET的源极与GND相连，当系统有硬盘损坏时，这时工作人员需要先把手拧螺丝给拆卸掉，再拉出硬盘背板，则控制开关K相当于断开状态，提高了方案的可靠性。

另外，隔离稳压电源4是板上的待机电源，当电源板连接供电电源后，板上的待机电源率先开启。

作为一种优选的实施例，还包括第一限流电阻R，第一限流电阻R的一端与稳压开关管4的控制端连接，另一端与隔离稳压电源4的输入端连接。

本实施例中，第一限流电阻R设置在稳压开关管4的控制端与隔离稳压电源4的输入端之间，可以在电路中起到限流的作用，限制稳压开关管4的控制端与隔离稳压电源4的输入端之间的电流，提高了方案的可靠性。

作为一种优选的实施例，还包括第二限流电阻，第二限流电阻的一端与控制模块的第二控制信号输出端连接，另一端与控制开关K的第一端连接。

本实施例中，第二限流电阻设置在控制模块的第二控制信号输出端与控制开关K的第一端之间，可以在电路中起到限流的作用，限制稳控制模块的第二控制信号输出端与控制开关K的第一端之间的电流，提高了方案的可靠性。

作为一种优选的实施例，第一供电隔离芯片11为第一Efuse，第二供电隔离芯片12为第二Efuse。

本实施例中，供电模式一为电源板上的12V电源经过第一Efuse，输出12V进入硬盘背板，电源板与硬盘背板通过板对板连接器互联，供电模式二为电源板上的12V电源经过第二Efuse，输出12V进入硬盘背板，电源板与硬盘背板通过折叠的长线缆互联，这种供电的切换提高了方案的可靠性和可行性。

另外，第一Efuse为系统12V电源的隔离保护电路，将JBOD系统背板供电和系统电源做隔离，保护系统供电安全。

另外，第二Efuse为系统12V电源的隔离保护电路，将JBOD系统背板供电和系统电源做隔离，保护系统供电安全。

本发明还提供了一种存储设备，包括上述所述的供电电路。

对于本发明提供的存储设备的介绍请参考上述供电电路的实施例，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (7)

1.一种供电电路，其特征在于，包括电源板及硬盘背板；

所述电源板的电源输入端与供电电源连接，第一电源输出端通过板对板连接器与所述硬盘背板的第一电源输入端连接，第二电源输出端通过供电线缆与所述硬盘背板的第二电源输入端连接，用于在上电后通过自身的第一电源输出端为所述硬盘背板供电，并控制自身的所述第二电源输出端断开，在接收到热插拔指令后控制自身的所述第一电源输出端断开，并通过自身的第二电源输出端为所述硬盘背板供电；

所述电源板包括控制模块、第一供电隔离芯片、第二供电隔离芯片；

所述第一供电隔离芯片的输入端与所述供电电源连接，输出端为所述电源板的第一电源输出端，控制端与所述控制模块的第一控制信号输出端连接，用于在接收到供电信号时导通，以为所述硬盘背板供电；

所述第二供电隔离芯片的输入端与所述供电电源连接，输出端为所述电源板的第二电源输出端，控制端与所述控制模块的第二控制信号输出端连接，用于在接收到所述供电信号时导通，以为所述硬盘背板供电；

所述控制模块用于在上电后且未接收到所述热插拔指令时将所述供电信号发送至所述第一供电隔离芯片，在接收到所述热插拔指令时将所述供电信号发送至所述第二供电隔离芯片；

所述控制模块包括处理器和控制开关；所述供电信号为高电平；

所述处理器的第一控制信号输出端为所述控制模块的第一控制信号输出端，第二控制信号输出端为所述控制模块的第二控制信号输出端，用于在上电后且所述控制开关导通时通过自身的第一控制信号输出端和第二控制信号输出端输出所述高电平，在所述控制开关断开时通过自身的第二控制信号输出端输出所述高电平，同时通过自身的第一控制信号输出端输出低电平；

所述控制开关的第一端与所述处理器的第二控制信号输出端连接，第二端接地，用于在未接收到所述热插拔指令时导通，以拉低所述处理器的第二控制信号输出端的电平，在接收到所述热插拔指令时断开，以使所述处理器输出所述高电平至所述第二供电隔离芯片。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括稳压模块；

所述稳压模块的第一端与所述控制模块的第二控制信号输出端连接，第二端与所述控制开关的第一端连接，用于在所述控制开关闭合时稳定电压。

3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述稳压模块包括隔离稳压电源与稳压开关管，所述稳压开关管的第一端为所述稳压模块的第一端，所述稳压开关管的第二端为所述稳压模块的第二端，所述稳压开关管的控制端与所述隔离稳压电源的输入端连接；

所述稳压开关管用于在自身导通且所述控制开关闭合时稳定电压；

所述隔离稳压电源用于控制所述稳压开关管导通。

4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻的一端与所述稳压开关管的控制端连接，另一端与所述隔离稳压电源的输入端连接。

5.如权利要求4所述的供电电路，其特征在于，还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述控制模块的第二控制信号输出端连接，另一端与所述控制开关的第一端连接。

6.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一供电隔离芯片为第一Efuse，所述第二供电隔离芯片为第二Efuse。

7.一种存储设备，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的供电电路。