CN201732568U - 一种在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统，该系统主要由时钟模块、开关信号分配模块、毛刺滤波模块、开关信号隔离模块和电子开关模块依次相连组成，时钟模块产生时钟，给开关信号分配模块提供基准时钟，开关信号分配模块产生每个硬盘所需的电源开关信号开关信号经过毛刺滤波模块消除毛刺后，通过开关信号隔离模块到达电子开关，进而控制电子开关来开启硬盘电源；应用本实用新型，可以在多硬盘的磁盘阵列系统中消除硬盘同时启动对系统电源的冲击，规避硬盘启动功率与系统电源功率的关系，从而可以大大降低系统对电源的功率要求，本实用新型系统的组成元器件都为很普通的逻辑器件和分立器件，成本较低。

Description

一种在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统

技术领域

本实用新型涉及一种硬盘阵列系统，尤其涉及一种在硬盘录像机、网络存储服务器等具有硬盘阵列系统中，可以有效降低对系统电源输出功率要求的系统。

背景技术

目前，在使用多个硬盘进行存储数据的设备或系统中，系统启动时所有的硬盘都是同时启动；而硬盘工作时的功率要远远小于硬盘启动时功率，一般硬盘工作功率为启动功率的40％～50％。所以常规的设计中，系统的总功率都必须满足所有硬盘启动时功率的要求，这就要求选择更大功率的电源来满足系统正常启动的要求。这一方面会带来电源功率的浪费，另一方面选择大功率的电源会大大增加成本，特别在具有众多硬盘的磁盘阵列设备中这个缺点更加明显。

实用新型内容

为了解决现有硬盘启动时对系统电源冲击的技术问题，本实用新型提供一种在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统，它主要由时钟模块、开关信号分配模块、毛刺滤波模块、开关信号隔离模块和电子开关模块依次相连组成。

本实用新型的有益效果是，应用本实用新型，可以在多硬盘的磁盘阵列系统中消除硬盘同时启动对系统电源的冲击，规避硬盘启动功率与系统电源功率的关系，从而可以大大降低系统对电源的功率要求，本实用新型系统的组成元器件都为很普通的逻辑器件和分立器件，价格较低，从而相对选择高功率的电源来说，成本大大降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路图。

具体实施方式

本实用新型的原理是在每个硬盘的供电电路上增加电子开关，由电子开关来控制硬盘的电源是否导通，本实用新型中使用P沟道MOS管来实现电子开关；另外实现电子开关的开启和关闭还需要开关信号，该信号的产生由四个模块组成：时钟模块，开关信号分配模块、毛刺滤波模块和开关信号隔离模块。时钟模块产生时钟，给开关信号分配模块提供基准时钟，从而产生每个硬盘所需的电源开关信号，开关信号经过毛刺滤波模块消除毛刺后，通过开关信号隔离模块到达电子开关，进而控制电子开关来开启硬盘电源。

下面结合附图进一步说明本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明显。

本实用新型在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统主要由时钟模块、开关信号分配模块、毛刺滤波模块、开关信号隔离模块和电子开关模块依次相连组成。其中：

时钟模块：时钟模块主要由芯片U3、电阻R7和电容C6组成，其中，芯片U3可以采用美国德州仪器公司的NE555来实现，其管脚2、6通过电容C6接地，管脚1直接接地，管脚4、8接5V电源，管脚3依次通过电阻R7和电容C6接地。NE555是一种精确定时器集成电路，通过调节电阻R7和电容C6的值来产生周期时钟，从而可以调节硬盘启动电源的时间间隔，电阻R7和电容C6的值越大，时间间隔越大。芯片NE555也可以采用其他型号的555芯片，如NA555，SE555等。

开关信号分配模块：开关信号分配模块主要由芯片U2、电阻R9和电容C5组成，其中，芯片U2可以采用美国德州仪器公司生产的74HC164芯片，其管脚1、2和14接5V电源，管脚9通过电阻R9接5V电源，通过电容C5接地，管脚8与芯片U3的管脚3直接相连，管脚7接地，管脚3、4、5、6、10、11、12接毛刺滤波模块，74HC164芯片是一款带复位的上边沿触发8bit移位寄存器，把开关状态按照时钟周期间隔一个一个发送出去，硬盘的数量决定74HC164的数量，一个74HC164可提供8个硬盘的电源开关状态信号。电阻R9和电容C5提供上电复位，此时74HC164的8个输出端输出低电平，所有电子开关关闭。当有时钟输入时，输入端的固定高电平首先输出到Q1端，从而打开1号通道硬盘的电源开关。当有第二个时钟输入时，2号通道硬盘的电源开关也打开，依次类推打开所有硬盘的电源开关。当所有的硬盘电源开关被打开时，后续时钟输入就不起作用，硬盘的电源开关一直保持导通状态。图1的示例中，只列出了7个开关信号，如需要控制更多的硬盘，只要使用更多片74HC164芯片与U2进行级联即可，级联的方式是把上一级的输出Q8与下一级的输入端A和B同时连接，后增加芯片的时钟输入和复位输入与第一级共享，直接连接即可。

毛刺滤波模块：信号毛刺滤波模块主要为了消除系统刚上电时芯片产品的随机毛刺信号，防止硬盘的电子开关产生误动作，在上电后也可起到抗干扰的作用，其主要由一个电阻和一个电容构成的低通滤波器。该模块其实是一个简单RC低通滤波器，调节RC的值可以调节滤波器的带宽，目的是消除启动时74HC164芯片上电时产生的随机高电平脉冲。图1中，显示了7个毛刺滤波模块，如其中一个毛刺滤波模块由电阻R2和电容C1组成，电阻R2一端接开关信号分配模块，另一端分2路，一路通过电容C1接地，另一路接开关信号隔离模块。

开关信号隔离模块：开关信号的隔离模块可以由美国德州仪器公司的ULN2003芯片来实现，该芯片是一款7通道的高压大电流达林管阵列，输出端为开集电极输出，用于隔离输入和输出。图1中，示出了2个开关信号隔离模块，只列出部分，要控制更多的硬盘，只要增加该芯片数量即可。

电子开关模块：电子开关的主要由P沟道MOS来实现。图1中显示了2个电子开关模块，每个电子开关模块主要由3个电阻和2个P沟道MOS管组成，如其中一个电子开关模块主要由电阻R1、R3、R5和P沟道MOS管Q1、Q2组成，R1一端接5V电源，另一端分别接开关信号隔离模块和Q1的栅极，Q1的源极接5V电源，Q1的漏极接硬盘的5V电源接口，电阻R3一端接5V电源，另一端分2路，一路接Q2的栅极，另一路通过电阻R5接开关信号隔离模块，Q2的源极接12V电源，Q2的漏极接硬盘的12V电源接口，其中，R1为限流电阻，防止UL2003A输出导通信号(低电平)时输出端电流过大而烧毁，该电阻的在几K～几十K都可以。R3和R5为12V输出端开关信号的限流电阻，在R3上电压要大于MOS管Q2的导通电压，保证MOS能够顺利导通，并且要小于MOS管GS两级能承受电压的最大值，一般R3上的压降取在两个电压的中间值。Q1、Q2、Q3、Q4可以采用美国IR公司生产的P MOS管。

应用该系统在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的方法具体为：时钟模块产生时钟，给开关信号分配模块提供基准时钟。开关信号分配模块产生每个硬盘所需的电源开关信号开关信号经过毛刺滤波模块消除毛刺后，通过开关信号隔离模块到达电子开关，进而控制电子开关来开启硬盘电源。

Claims (1)

1.一种在硬盘阵列系统中降低电源功率要求的系统，其特征在于，它主要由时钟模块、开关信号分配模块、毛刺滤波模块、开关信号隔离模块和电子开关模块依次相连组成。

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