CN117096966A - 供电设备、供电设备的健康监测方法及包括其的存储系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种供电设备，可以包括：充电电路，被配置为接收外部电压，并且通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对能量进行放电产生充电电压；辅助电源电路，被配置为使用充电电压存储电荷；以及健康监测电路，被配置为通过对在充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间充电电路的切换次数进行计数来确定辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于切换次数。

Description

供电设备、供电设备的健康监测方法及包括其的存储系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年5月18日向韩国知识产权局提交的、申请号为10-2022-0060696的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本技术涉及一种电子设备，并且更具体地，涉及一种供电设备、供电设备的健康监测方法以及包括供电设备的存储系统。
背景技术
电子设备通过接收外部电源供应的电力来操作。在电子设备正在操作时，可能会发生电源突然被切断的突然断电(SPO)情况。当SPO发生时，电子设备可能无法成功完成正在执行的操作。
为此，电子设备可以通过使用辅助供电设备来应对SPO情况。因此，当辅助供电设备无法正常工作时，可能无法保证电子设备的可靠性。
发明内容
根据本技术的实施例的供电设备可以包括：充电电路，被配置为接收外部电压，并且通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对能量进行放电产生充电电压；辅助电源电路，被配置为使用充电电压存储电荷；以及健康监测电路，被配置为通过对在充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间充电电路的切换次数进行计数来确定辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于切换次数。
根据本技术的实施例的供电设备可以包括：掉电保护电路，被配置为通过选择充电电压和外部电压中的一个来输出运行功率；电源管理电路，被配置为基于运行功率来产生内部电压；充电电路，被配置为接收外部电压，并且通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对能量进行放电产生充电电压；辅助电源电路，被配置为基于充电电压存储电荷；以及健康监测电路，被配置为通过对在充电电压从第二电平到达第一电平的间隔期间充电电路的切换次数进行计数来确定辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于切换次数。
根据本技术的实施例的存储系统可以包括：至少一个存储器设备；控制器，被配置为响应于外部请求与存储器设备交换数据；以及供电设备，被配置为向存储器设备和控制器供应基于外部电压产生的内部电压，该供电设备包括：充电电路，被配置为接收外部电压，并且通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对能量进行放电产生充电电压；辅助电源电路，被配置为基于充电电压存储电荷；以及健康监测电路，被配置为通过对在充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间充电电路的切换次数进行计数来确定辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于切换次数。
根据本技术的实施例的供电设备的健康监测方法可以包括：由供电设备通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对能量进行放电产生充电电压；基于充电电压将电荷存储在辅助电源电路中；并且通过对在充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间供电设备的切换次数进行计数来确定辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于切换次数。
附图说明
图1示出根据实施例的供电设备。
图2示出根据实施例的掉电保护电路。
图3示出根据实施例的辅助供电设备。
图4示出根据实施例的充电电路。
图5是示出根据实施例的充电电路的操作的时序图。
图6示出根据实施例的健康监测电路。
图7是示出根据实施例的健康监测电路的操作的时序图。
图8至图11是示出根据实施例的健康监测电路的操作的流程图。
图12示出根据实施例的存储系统。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本技术的实施例。
图1是根据实施例的供电设备10的配置图。
供电设备10可以包括掉电保护电路(PLPIC)100和电源管理电路(PMIC)200。
PLPIC 100可以被配置为基本上防止供应给包括供电设备10的电子设备的电力丢失。在实施例中，PLPIC 100可以被配置为接收外部电源电压VES并且产生运行功率VINT。运行功率VINT可以从外部电源电压VES或从PLPIC 100中设置的辅助供电设备提供的充电电压中选择。
下面将参照图2至图5描述辅助供电设备的详细说明。
PMIC 200可以转换运行功率VINT的电压电平以产生分别具有相同电平或不同电平的多个内部电压VIS1至VISt。多个内部电压VIS1至VISt可以分别供应到构成电子设备的多个内部电路。
图2是示出根据实施例的PLPIC 100的配置图。
PLPIC 100可以包括电力监测电路110、第一开关SW1、辅助供电设备120和第二开关SW2。
电力监测电路110可以被配置为通过感测外部电源电压VES的电平来控制第一开关SW1和第二开关SW2。当外部电源电压VES正常供应时，电力监测电路110可以接通SW1、断开SW2并且输出外部电源电压VES作为运行功率VINT。
辅助供电设备120可以通过接收外部电源电压VES来进行充电。
当外部电源电压VES供应异常或未供应时，电力监测电路110可以断开第一开关SW1、接通第二开关SW2并且输出辅助供电设备120的充电电压VOUT作为运行功率VINT。
图3是示出根据实施例的辅助供电设备120的配置图。
辅助供电设备120可以包括充电电路121、辅助电源电路123和健康监测电路125。
充电电路121可以从外部电源电压VES接收能量并且使用该能量来输出充电电压VOUT。在一个实施例中，充电电路121可以包括DC-DC转换器。
在实施例中，充电电路121可以包括开关，该开关通过基于充电电压VOUT产生的控制信号VO来接通或断开。充电电路121可以被配置为通过执行至少一次充电/放电循环来产生充电电压VOUT，充电/放电循环指在开关处于第一开关状态时利用能量对储能元件充电并且在开关处于第二开关状态时对能量进行放电。下面将参照图4描述充电电路121的详细描述。
辅助电源电路123例如包括多个并联连接的电容器，并且可以基于充电电压VOUT进行充电。构成辅助电源电路123的电容器可以被充电到目标电平，例如充电电压VOUT的电平，因为充电电路121的开关根据控制信号VO进行切换。
健康监测电路125可以被配置为实时监测构成辅助电源电路123的电容器的健康状态。
在实施例中，健康监测电路125可以至少基于充电电路121的开关在充电电压VOUT的电平被充电到目标电平的间隔期间的切换次数来确定辅助电源电路123的健康状态。下面将参照图6至图11描述健康监测电路125的详细描述。
图4是示出根据实施例的充电电路121的配置图。
充电电路121可以包括转换器1211和控制器1213。辅助电源电路123可以连接到转换器1211的输出端子。
转换器1211可以被配置为包括作为能量存储元件的电感器L1、开关M1和二极管D1的DC-DC增压转换器或升压转换器，但实施例不限于此。
当开关M1通过控制信号VO接通时，根据外部电源电压VES(即，输入电力VIN)的电流被施加到电感器L1，使得能量在电感器L1中累积。此时，电感器L1上的电压与外部电源电压VES大致相同。
当开关M1断开时，电感器L1中累积的能量以及来自外部电源电压VES的能量通过二极管D1传输，从而产生电平高于外部电源电压VES的充电电压VOUT。
可以将充电电压VOUT供应到辅助电源电路123，从而可以对其中的电容器C进行充电。
控制器1213可以被配置为通过检测充电电压VOUT的电平并且根据模式信号MODE来确定用于控制开关M1的控制信号VO。可以产生模式信号MODE以选择性地启用例如省电模式(PSM)或测试模式(TM)，但不限于此。
在实施例中，当启用省电模式PSM时，控制器1213可以检测充电电压VOUT的电平并且产生控制信号VO以便接通或断开开关M1。例如，当开关M1断开时，辅助电源电路123被充电，并且充电电压VOUT的电平上升到第一目标电平VH，即高目标电平。响应于充电电压VOUT上升到第一目标电平VH，控制器1213可以通过产生控制信号VO以使开关M1接通来停止对辅助电源电路123充电。当开关M1接通时，辅助电源电路123自然放电(例如，通过漏电流(leakage currents))，并且充电电压VOUT的电平下降至低于第一目标电平VH的第二目标电平VL，即低目标电平。响应于充电电压VOUT下降至第二目标电平VL，控制器123可以产生控制信号VO以使开关M1断开，从而可以重新对辅助电源电路123进行充电。
当启用测试模式TM时，控制器1213可以产生控制信号VO以使辅助电源电路123放电，即接通开关M1。
图5是根据实施例的用于说明充电电路121的操作的时序图。
控制器1213可以根据充电电压VOUT的电平产生控制信号VO，以恒定的循环时间Ts接通和断开开关M1。
在控制信号VO的电平具有逻辑高电平的开关M1接通期间，能量在电感器中累积并且电感电流IL逐渐上升。此时，由于没有电流流向二极管D1，因此不会产生平均充电电流IBoostAVG，并且辅助电源电路123的充电电压VOUT不会上升。
当开关M1断开时(即，当控制信号VO具有逻辑低电平时)，随着电流沿二极管D1的方向流动，电感电流IL逐渐减小，并且辅助电源电路123的平均充电电流IBoostAVG瞬间增加，然后逐渐较小。
作为电流流过二极管D1的结果，充电电压VOUT逐渐上升，并且随着开关M1的切换周期不断重复，充电电压VOUT达到高目标电平VH(在所示出的示例中，在三个切换周期之后)。
例如，如图5所示，当辅助电源电路123的充电电压VOUT经过三次切换周期达到高目标电平VH时，通过根据控制信号VO断开开关M1引起自放电，直到充电电压VOUT达到低目标电平VL。
如上所述，充电电路121的充电操作可以通过至少一个具有恒定循环时间Ts的切换周期来执行。当辅助电源电路123的状态正常时，充电电压VOUT可以在预定范围内的多个切换周期之后达到高目标电平VH。然而，在辅助电源电路123的状态异常的情况下，例如，当辅助电源电路123中包括的电容器中的一个或多个发生诸如短路或开路的故障时，与辅助电源电路123的状态正常时相比，充电电路121的充电操作可能具有不同的方面。
因此，健康监测电路125可以通过分析充电电路121的操作来确定辅助电源电路123的状态。例如，健康监测电路125可以至少基于开关M1在充电电压VOUT的电平被充电到目标电平(即，高目标电平VH)时发生的切换周期的次数来确定辅助电源电路123的健康状态。
图6是示出根据实施例的健康监测电路125的配置图。
在描述图6所示的健康监测电路125时，可以参考图2至图4所示的PLPIC 100。
参照图6，健康监测电路125可以包括模式设置电路1251、放电时间测量电路1252、第一确定电路1253、计数电路1254、参考值设置电路1255和第二确定电路1256。
模式设置电路1251可以被配置为响应于上电信号PON、第一确定信号PF1、第二确定信号PF2和第三确定信号PF3产生模式信号MODE。模式信号MODE可以是用于选择性地启用或禁用正常模式NM、测试模式TM、省电模式PSM、健康监测模式HMM、故障模式FM或其组合的信号。正常模式NM可以是测试模式TM、省电模式PSM、健康监测模式HMM和故障模式FM被禁用的模式。
放电时间测量电路1252可以在供电设备10上电之后根据指示启用测试模式TM的模式信号MODE来操作，并且可以接收充电电压VOUT，测量充电电压VOUT的电平从预设的起始电压Vstart下降到终止电压Vstop所需的放电时间，并且输出指示测量的放电时间的放电时间测量信号DSC_TIME。当放电时间测量电路1252正在测量放电时间时，控制器1213可以产生控制信号VO，以使辅助电源电路123的充电停止。
第一确定电路1253可以将放电时间量测信号DSC_TIME与第一参考值REF1进行比较，以确定辅助供电设备120的第一健康状态，具体是辅助电源电路123的第一健康状态，并且输出第一确定信号PF1。第一健康状态可以称为放电健康状态。
例如，当放电时间测量信号DSC_TIME大于第一参考值REF1时，第一确定电路1253可以确定辅助电源电路123的第一健康状态正常，并且输出具有指示辅助电源电路123的第一健康状态正常的电平的第一确定信号PF1。响应于指示第一健康状态正常的第一确定信号PF1，模式设置电路1251可以产生指示启用省电模式PSM和健康监测模式HMM的模式信号MODE。
当放电时间测量信号DSC_TIME小于或等于第一参考值REF1时，第一确定电路1253可以确定辅助电源电路123的第一健康状态异常，并且输出具有指示辅助电源电路123的第一健康状态异常的电平的第一确定信号PF1。模式设置电路1251可以响应于指示第一健康状态异常的第一确定信号PF1，产生指示启用故障模式FM的模式信号MODE。
计数电路1254可以根据启用省电模式PSM和健康监测模式HMM的模式信号MODE来操作，并且可以接收控制信号VO以对控制信号VO的切换周期的次数进行计数，并且输出计数信号CNT。
参考值设置电路1255可以根据启用测试模式TM的模式信号MODE来操作，并且可以将计数信号CNT与允许值LMT进行比较，并且输出第二参考值REF2和第二确定信号PF2。允许值LMT可以被设置为具有在下限允许值和上限允许值之间的范围，但不限于此。
例如，当计数信号CNT落入允许值LMT的范围内时，参考值设置电路1255可以生成开关M1的切换参考值作为第二参考值REF2，并且产生具有指示已经正常生成第二参考值REF2的电平的第二确定信号PF2。在实施例中，第二参考值REF2的范围可以被设置为具有小于或等于允许值LMT的范围。
响应于指示第二参考值REF2已经正常产生的第二确定信号PF2，模式设置电路1251可以产生指示省电模式PSM和健康监测模式HMM基本保持启用状态而测试模式TM被禁用的模式信号MODE。
当计数信号CNT未落入允许值LMT的范围内时，参考值设置电路1255可以不产生第二参考值REF2，而是可能产生具有指示第二参考值REF2的生成已失败的电平的第二确定信号PF2。
响应于指示第二参考值REF2的生成已失败的第二确定信号PF2，模式设置电路1251可以产生指示启用故障模式FM的模式信号MODE。
第二确定电路1256可以基于计数信号CNT和第二参考值REF2来确定辅助电源电路123的第二健康状态，以输出第三确定信号PF3。第二健康状态可以称为充电健康状态。
例如，当计数信号CNT落入第二参考值REF2的范围内时，第二确定电路1256可以确定辅助电源电路123的第二健康状态正常，并且输出具有指示辅助电源电路123的第二健康状态正常的电平的第三确定信号PF3。
响应于指示第二健康状态正常的第三确定信号PF3，模式设置电路1251可以产生指示基本上保持省电模式PSM和健康监测模式HMM的启用状态的模式信号MODE。
当计数信号CNT未落入第二参考值REF2的范围内时，第二确定电路1256可以确定辅助电源电路123的第二健康状态异常，并且输出具有指示辅助电源电路123的第二健康状态异常的电平的第三确定信号PF3。
响应于指示第二健康状态异常的第三确定信号PF3，模式设置电路1251可以产生指示禁用省电模式PSM和健康监测模式HMM以及启用测试模式TM的模式信号MODE。
辅助电源电路123的电容B.Cap Capacitance可以由以下关系表征：
等式1
在上面的等式1中，VH对应于高目标电平VH，VL对应于低目标电平VL，M1 Switchingcycle对应于M1的切换次数，并且平均充电电流IBoostAVG由下面的等式2的关系表示。
等式2
在上面的等式2中，VIN表示图4所示的充电电路121的输入电压，VOUT是充电电压，L表示电感器L1的电感，Ipeak是流过电感器L1的最大电流量，η是相对于VIN的效率系数。
从上面的等式1可以看出，辅助电源电路123的电容B.Cap Capacitance对应于将充电电压VOUT从低目标电平VL增加到高目标电平VH所需的开关M1的切换次数。
平均充电电流IBoostAVG可以根据已知值通过上述等式2来计算并且应用于上述等式1。因此，可以看出，当上述等式1中的电容B.Cap Capacitance改变时，将充电电压VOUT从低目标电平VL增加到高目标电平VH所需的开关M1的切换次数也发生改变。
因此，辅助电源电路123的健康状态可以通过监测开关M1的切换次数来确定。
图7是示出根据实施例的健康监测电路125的操作的时序图。
参照图2至图7，PLPIC 100可以从正常模式NM切换到省电模式PSM。用于实时监测辅助电源电路123的健康状态的健康监测模式HMM也可以与省电模式PSM一起启用。
与参照图5进行的描述类似，控制器1213可以使用控制信号VO在多个周期中接通/断开开关M1，从而可以将辅助电源电路123充电到高目标电平VH。
在作为开关M1的切换参考值的第二参考值REF2被设置为例如包括4、5和6的范围的状态下，当充电电压VOUT从低目标电平VL上升到高目标电平VH时由健康监测电路125计数的M1的切换次数为5次(A)时，健康监测电路125可以确定辅助电源电路123的充电健康状态正常。
当辅助电源电路123在特定时刻发生故障时，使充电电压VOUT从低目标电平VL上升到高目标电平VH所需的开关M1的切换次数可以根据上面的等式1和等式2所指示的关系改变。例如，在故障发生之后，切换次数可以被计数为3次(B)，并且健康监测电路125可以因此确定辅助电源电路123的充电健康状态异常并且发出中断信号INT。
当充电健康状态异常时，健康监测电路125可以停止充电电路121的充电，并且可以测量充电电压VOUT的电平从预设的起始电压Vstart的电平下降到停止电压Vstop的电平所需的放电时间DSC_TIME。
当放电时间DSC_TIME小于或等于预设的第一参考值REF1时，健康监测电路125可以启用故障模式FM以允许PLPIC 100进入故障模式FM。
图8至图11是用于说明根据实施例的健康监测电路125的操作的流程图。在参照图8至图11描述健康监测操作时，可以再次参考图1至图7。
参照图8，在供电设备10上电(S101)之后，可以启用测试模式TM(S103)。在启用测试模式TM时，可以停止辅助电源电路123的充电并且可以释放存储的能量。
健康监测电路125可以基于辅助电源电路123的放电时间来确定辅助电源电路123的第一健康状态(例如，放电健康状态)是否正常(S105)。
为了确定辅助电源电路123的第一健康状态，例如，可以使用图9所示的健康监测操作。
参照图9，健康监测电路125可以接收充电电压VOUT，并且测量充电电压VOUT的电平从预设的起始电压Vstart的电平下降到停止电压Vstop的电平所需的时间(S201)。在实施例中，S201可以包括在测量充电电压VOUT的电平下降到停止电压Vstop的电平所需的时间之前，将充电电压VOUT充电到预设的起始电压Vstart(如果需要)。
健康监测电路125可以将测量的放电时间与第一参考值REF1进行比较，并且确定辅助电源电路123的第一健康状态是否正常(S203)。
当测量的放电时间为第一参考值REF1或更小并且确定辅助电源电路123的第一健康状态异常(S203：否)时，健康监测电路125可以确定放电时间的测量次数是否已达到阈值次数(S205)。
当放电时间的测量次数未达到阈值次数(S205：否)时，健康监测电路125可以再次测量放电时间(S201)。当放电时间的测量次数已经达到阈值次数(S205：是)时，健康监测电路125可以允许PLPIC 100在故障模式下操作(S107)。
当测量的放电时间大于第一参考值REF1时，健康监测电路125可以确定辅助电源电路123的第一健康状态正常(S203：是)，并且启用如图8所示的省电模式PSM和健康监测模式HMM(S109)。
参照图8，当辅助电源电路123的第一健康状态异常(S105：否)时，健康监测电路125可以允许PLPIC 100在故障模式下操作(S107)。当辅助电源电路123的第一健康状态正常(S105：是)时，健康监测电路125可以启用省电模式PSM和健康监测模式HMM(S109)。
当启用省电模式PSM时，作为开关M1的切换操作的结果，辅助电源电路123的充电电压VOUT可以重复上升到预设的高目标电平VH然后下降到低目标电平VL的操作。
健康监测电路125可以基于在充电电压VOUT从低目标电平VL上升到高目标电平VH时开关M1切换的次数来设置用于确定第二健康状态的参考值(S111)。
为了设置用于确定第二健康状态的参考值，例如，可以使用图10所示的操作。
参照图10，健康监测电路125可以对在充电电压VOUT从低目标电平VL上升到高目标电平VH时开关M1切换的次数进行计数(S301)。
健康监测电路125可以检查计数值CNT是否落入预设的允许值LMT的范围内(S303)。允许值LMT可以被设置为在下限允许值和上限允许值之间的范围内，但不限于此。
当计数值CNT超出允许值LMT的范围(S303：否)时，健康监测电路125可以允许PLPIC 100在故障模式下操作(S107)。
当计数值CNT落入允许值LMT的范围内(S303：是)时，健康监测电路125可以基于计数值CNT将第二参考值REF2的范围设置为小于或等于允许值LMT的范围，作为用于确定第二健康状态的参考值(S305)。
当设置第二参考值REF时，健康监测电路125可以禁用测试模式(S307)，并且如图8所示检查辅助电源电路123的第二健康状态是否正常(S113)。第二健康状态可以是充电健康状态。
为了检查辅助电源电路123的第二健康状态，例如，可以使用图11所示的操作。
参照图11，健康监测电路125可以对在充电电压VOUT从低目标电平VL上升到高目标电平VH时开关M1切换的次数进行计数(S401)。
健康监测电路125可以检查计数值CNT是否落入第二参考值REF2的范围内(S403)。
当计数值CNT落入第二参考值REF2的范围内(S403：是)时，健康监测电路125可以连续对切换次数进行计数，以持续实时监测辅助电源电路123的第二健康状态(S401)。
当计数值CNT超出第二参考值REF2的范围(S403：否)时，健康监测电路125可以执行图8所示的步骤S115。
参照图8，当辅助电源电路123的第二健康状态正常(S113：是)时，健康监测电路125可以持续监测辅助电源电路123的第二健康状态(S113)。
当辅助电源电路123的第二健康状态异常(S113：否)时，健康监测电路125可以禁用健康监测模式HMM和省电模式PSM并且启用测试模式TM(S115)。
然后，健康监测电路125可以检查辅助电源电路123的第一健康状态(即，放电健康状态)是否正常(S117)。例如，当充电电压VOUT的电平从预设的起始电压Vstart的电平下降到停止电压Vstop的电平所需的时间大于第一参考值REF1时，健康监测电路125可以确定辅助电源电路123的第一健康状态正常。
当辅助电源电路123的第一健康状态(即，放电健康状态)异常(S117：否)时，健康监测电路125可以允许PLPIC 100在故障模式下操作(S107)。
当辅助电源电路123的第一健康状态(即，放电健康状态)正常(S117：是)时，健康监测电路125可以重复从步骤S109开始的步骤。
如上所述，本技术确定在辅助电源电路123的放电健康状态正常时可以从辅助电源电路123供应电力，并且实时监测充电健康状态。
当充电电路121通过开关M1根据充电电压VOUT的电平进行切换产生能量，直到充电电压VOUT从低目标电平VL上升到高目标电平VH时，本技术可以根据开关M1的切换次数是否落入设定范围内，实时检查辅助电源电路123中是否已经出现故障。
图12是根据实施例的存储系统1000的配置图。
参照图12，存储系统1000可以包括主机装置HOST 1100和数据存储设备DATASTORAGE APPARATUS 1200。在实施例中，DATA STORAGE APPARATUS 1200可以被配置为固态驱动器(SSD)。
DATA STORAGE APPARATUS 1200可以包括控制器CONTROLLER 1210、非易失性存储器装置NVM 1220-0至1220-k、缓冲存储器装置BUFFER MEMORY DEVICE 1230、电源电路POWER SUPPLY CIRCUIT 1240、信号连接器1101和电源连接器1103。
CONTROLLER 1210可以控制DATA STORAGE APPARATUS 1200的整体操作。CONTROLLER 1210可以包括主机接口电路、控制电路、作为工作存储器的随机存取存储器、错误校正码(ECC)电路和存储器接口电路以及其它电路。
DATA STORAGE APPARATUS 1200通过信号连接器1101从HOST 1100接收命令信号CMD和地址信号ADDR，并且向HOST 1100发送数据DT以及从HOST 1100接收数据DT。根据HOST1100与DATA STORAGE APPARATUS 1200之间的接口方法，信号连接器1101可以由各种类型的连接器配置。
CONTROLLER 1210可以分析和处理从HOST 1100输入的信号。CONTROLLER 1210可以根据用于驱动DATA STORAGE APPARATUS 1200的固件或软件来控制后台功能块的操作。
BUFFER MEMORY DEVICE 1230可以临时存储待存储在NVM 1220-0至1220-k中的数据。此外，BUFFER MEMORY DEVICE 1230可以临时存储从NVM 1220-0和1220-k读取的数据。在CONTROLLER 1210的控制下，可以将BUFFER MEMORY DEVICE 1230中临时存储的数据传输到HOST 1100或NVM 1220-0至1220-k。
NVM 1220-0至1220-k可以用作DATA STORAGE APPARATUS 1200的存储介质。NVM1220-0至1220-k可以分别通过多个通道CH0至CHk连接到CONTROLLER 1210(k是自然数)。一个或多个NVM可以连接到一个通道。连接到一个通道的NVM可以连接到同一信号总线和数据总线。
POWER SUPPLY CIRCUIT 1240可以通过转换通过包括多条电源线PL1至PLt的电源连接器1103输入的外部电源电压VES1到VESt的电平来产生多个内部电源电压VIS1至VISn。由POWER SUPPLY CIRCUIT 1240产生的多个内部电源电压VIS1至VISn可以提供给DATASTORAGE APPARATUS 1200的CONTROLLER 1210、存储器单元阵列(NVM核)和NVM 1220-0至1220-k的输入/输出电路(NVM I/O)、BUFFER MEMORY DEVICE 1230和其他电路单元。POWERSUPPLY CIRCUIT 1240可以包括辅助电源1241，例如图3的辅助供电设备120。当发生突然断电时，辅助电源1241可以供电，使得DATA STORAGE APPARATUS 1200可以正常关闭。辅助电源1241可以包括大容量电容器，但不限于此。
POWER SUPPLY CIRCUIT 1240可以被配置为参照图1至图7描述的供电设备10。由POWER SUPPLY CIRCUIT 1240产生的内部电压VIS1至VISn可以分别用作接收内部电压VIS1至VISn的电路的电源电压。
根据HOST 1100的供电方法，电源连接器1103可以被配置为各种类型的连接器。
本公开所属领域的技术人员可以理解，在不改变本公开的技术精神或本质特征的情况下，本公开可以以其他特定形式实施。因此，应当理解，上述实施例在所有方面都是示例性的，而不是限制性的。本公开的范围由以下将要描述的权利要求而不是详细描述来限定，并且应当理解的是，本公开的范围中包括权利要求的含义和范围以及从权利要求的等效概念衍生的所有修改或修改形式。

Claims (25)

1.一种供电设备，包括：
充电电路，接收外部电压，并且通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对所述能量进行放电产生所述充电电压；
辅助电源电路，使用所述充电电压存储电荷；以及
健康监测电路，通过对在所述充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间所述充电电路的切换次数进行计数来确定所述辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于所述切换次数。
2.根据权利要求1所述的供电设备，其中所述充电电路通过在基于所述充电电压进行操作的开关处于第一开关状态时利用能量充电并且在所述开关处于第二开关状态时对所述能量进行放电来产生所述充电电压，并且所述充电电路的切换次数对应于所述开关的切换次数。
3.根据权利要求1所述的供电设备，其中所述健康监测电路：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
基于所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
4.根据权利要求3所述的供电设备，其中当确定所述辅助电源电路的所述放电健康状态为正常时，所述健康监测电路确定所述充电健康状态。
5.根据权利要求1所述的供电设备，其中响应于确定所述充电健康状态正常，所述健康监测电路重复执行对所述充电健康状态的确定。
6.根据权利要求1所述的供电设备，其中响应于确定所述充电健康状态异常，所述健康监测电路：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
根据所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
7.根据权利要求6所述的供电设备，其中响应于确定所述放电健康状态正常，所述健康监测电路重复执行对所述充电健康状态的确定。
8.一种供电设备，包括：
掉电保护电路，通过选择充电电压和外部电压中的一个来输出运行功率；
电源管理电路，基于所述运行功率来产生内部电压；
充电电路，接收所述外部电压，并且通过根据所述充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对所述能量进行放电产生所述充电电压；
辅助电源电路，基于所述充电电压来存储电荷；以及
健康监测电路，通过对在所述充电电压从第二电平达到第一电平的间隔期间所述充电电路的切换次数进行计数来确定所述辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于所述切换次数。
9.根据权利要求8所述的供电设备，其中所述健康监测电路：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
基于所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
10.根据权利要求9所述的供电设备，其中当所述辅助电源电路的所述放电健康状态正常时，所述健康监测电路确定所述充电健康状态。
11.根据权利要求8所述的供电设备，其中响应于确定所述充电健康状态正常，所述健康监测电路重复执行对所述充电健康状态的确定。
12.根据权利要求8所述的供电设备，其中响应于确定所述充电健康状态异常，所述健康监测电路：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
根据所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
13.根据权利要求12所述的供电设备，其中响应于确定所述放电健康状态正常，所述健康监测电路重复执行对所述充电健康状态的确定。
14.一种存储系统，包括：
至少一个存储器设备；
控制器，响应于外部请求与所述存储器设备交换数据；以及
供电设备，向所述存储器设备和所述控制器供应基于外部电压而产生的内部电压，所述供电设备包括：
充电电路，接收所述外部电压，并且通过根据所述充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对所述能量进行放电产生所述充电电压；
辅助电源电路，基于所述充电电压来存储电荷；以及
健康监测电路，通过对在所述充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间所述充电电路的切换次数进行计数来确定所述辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于所述切换次数。
15.根据权利要求14所述的存储系统，其中所述健康监测电路：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
基于所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
16.根据权利要求15所述的存储系统，其中当确定所述辅助电源电路的所述放电健康状态为正常时，所述健康监测电路确定所述充电健康状态。
17.根据权利要求14所述的存储系统，其中响应于确定所述充电健康状态正常，所述健康监测电路重复执行对所述充电健康状态的确定。
18.根据权利要求14所述的存储系统，其中响应于确定所述充电健康状态异常，所述健康监测电路：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
19.根据权利要求18所述的存储系统，其中响应于确定所述放电健康状态正常，所述健康监测电路重复执行对所述充电健康状态的确定。
20.一种供电设备的健康监测方法，所述健康监测方法包括：
由供电设备通过根据充电电压的电平进行切换，利用能量充电和对所述能量进行放电产生所述充电电压；
基于所述充电电压将电荷存储在辅助电源电路中；以及
通过对在所述充电电压从第二电平上升到第一电平的间隔期间所述供电设备的切换次数进行计数来确定所述辅助电源电路的充电健康状态，所确定的充电健康状态基于所述切换次数。
21.根据权利要求20所述的健康监测方法，进一步包括：
测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
基于所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
22.根据权利要求21所述的健康监测方法，进一步包括：
当所述辅助电源电路的所述放电健康状态正常时，由所述供电设备确定所述充电健康状态。
23.根据权利要求20所述的健康监测方法，进一步包括：
响应于确定所述充电健康状态正常，重复对所述充电健康状态的确定。
24.根据权利要求20所述的健康监测方法，进一步包括：
响应于确定所述充电健康状态异常：
由所述供电设备测量所述充电电压从第一电压下降到第二电压所需的放电时间，并且
基于所述放电时间来确定所述辅助电源电路的放电健康状态。
25.根据权利要求24所述的健康监测方法，进一步包括：
响应于确定所述放电健康状态正常，重复对所述充电健康状态的确定。
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