CN208422416U - 固态硬盘异常断电保护电路及固态硬盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种固态硬盘异常断电保护电路，包括充电单元、储能电容和放电单元，所述充电单元与所述储能电容连接，所述储能电容与所述放电单元连接，所述充电单元用于利用外部电源为所述储能电容充电，所述放电单元用于外部电源断电时将储能电容的电能提供给固态硬盘进行数据读写操作。本实用新型的有益效果在于：提供了一种结构简单合理的固态硬盘异常断电保护电路，该电路可以硬件方式实现自动充电、放电，当外部供电异常断电后，能为固态硬盘提供一定通电时长，保证固态硬盘的控制器有足够时间将DRAM的数据写入FLASH中，避免了保存的数据信息不完整的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据存储技术领域，尤其是指一种固态硬盘异常断电保护电路及固态硬盘。
背景技术
固态硬盘(Solid State Drives)，简称固盘，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元(简称NDFC)和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片) 组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域，绝大多数场景是采用220V市电供电，所以在实际应用过程中，难免会遇到一些突发情况导致异常断电，这样断电前的一些更新信息诸如逻辑映射表、坏块表、正在进行写操作的数据等等没有及时回写到NAND FLASH里，导致保存的数据信息不完整，同时在下次开机的时候，因为需要重构映射表、坏块表等等，会延长开机时间，给用户带来很大的不便。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对背景技术中的不足，提供一种结构简单的断电保护电路，在断电后能保持一定的通电时间，让控制器有足够的时间将将DRAM的数据回写到FLASH中。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种固态硬盘异常断电保护电路，包括充电单元、储能电容和放电单元，所述充电单元与所述储能电容连接，所述储能电容与所述放电单元连接，所述充电单元用于利用外部电源为所述储能电容充电，所述放电单元用于外部电源断电时将储能电容的电能提供给固态硬盘进行数据读写操作。
进一步的，所述充电单元包括第一三极管、第二三极管、限流电阻、第一滤波电容、第一二极管和稳压二极管，所述第一三极管的集电极与电源正极连接，所述第一三极管的基极连接于第一二极管的正极，第一二极管的负极与稳压二极管的正极连接，所述稳压二极管的负极与地连接，所述限流电阻的一端与第一三极管的集电极连接，所述限流电阻的另一端与第一三极管的基极连接，所述第一滤波电容的一端与第一二极管的正极，所述第一滤波电容的另一端与地连接；所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的集电极连接，第二三极管的发射极与所述储能电容的正极连接，所述第二三极管的基极与第二三极管的集电极连接；
所述储能电容的负极与地连接；
所述放电单元为放电二极管，所述放电二极管的正极与所述储能电容的正极连接，所述放电二极管的负极与保护电路的输出端连接。
进一步的，还包括断电检测单元，所述断电检测单元用于在外部电源断电时为固态硬盘的主控提供断电信号。
进一步的，所述断电检测单元包括第二电阻、第三电阻、第二滤波电容、第三三极管第三三极管和第四电阻，所述第二电阻的一端与电源正极连接，第二电阻的另一端与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与地连接，所述第二滤波电容并联于第三电阻，所述第四电阻的一端连接于中断电源，所述第四电阻的另一端连接于主控的中断管脚，所述第三三极管的发射极与第四电阻的另一端连接，所述第三三极管的基极与第二电阻的另一端连接，所述第三三极管的集电极与地连接。
进一步的，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。
进一步的，所述储能电容为法拉电容。
进一步的，所述法拉电容的规格为5.6V，5F。
进一步的，所述电源的电压为11-13V。
进一步的，所述保护电路的输出端与5V电源端连接。
本实用新型还包括一种固态硬盘，包括上述的固态硬盘异常断电保护电路。
本实用新型的有益效果在于：提供了一种结构简单合理的固态硬盘异常断电保护电路，该电路可以硬件方式实现自动充电、放电，当外部供电异常断电后，能为固态硬盘提供一定通电时长，保证固态硬盘的控制器有足够时间将DRAM 的数据写入FLASH中，避免了保存的数据信息不完整的情况。
附图说明
下面结合附图详述本实用新型的具体结构：
图1为本实用新型的电路结构示意图；
C1-第一滤波电容；C2-第二滤波电容；C3-储能电容；D1-第一二极管；D2- 放电二极管；D3-稳压二极管；Q1-第一三极管；Q2-第二三极管；Q3-第三三极管；R1-限流电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
实施例1
请参阅图1，一种固态硬盘异常断电保护电路，包括充电单元、储能电容和放电单元，所述充电单元与所述储能电容连接，所述储能电容与所述放电单元连接，所述充电单元用于利用外部电源为所述储能电容充电，所述放电单元用于外部电源断电时将储能电容的电能提供给固态硬盘进行数据读写操作。
具体的，所述充电单元包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、限流电阻R1、第一滤波电容C1、第一二极管D1和稳压二极管D3，所述第一三极管Q1的集电极与12V电源正极连接，所述第一三极管Q1的基极连接于第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极与稳压二极管D3的正极连接，所述稳压二极管D3的负极与地连接，所述限流电阻R的一端与第一三极管Q1的集电极连接，所述限流电阻R1的另一端与第一三极管Q1的基极连接，所述第一滤波电容C1的一端与第一二极管的正极，所述第一滤波电容C2的另一端与地连接；所述第一三极管Q1的发射极与所述第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极与所述储能电容C3的正极连接，所述第二三极管Q2的基极与第二三极管Q2的集电极连接；其中，所述第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管，所述储能电容C3为法拉电容，优选的，所述法拉电容的规格为5.6V，容量为5F；
所述储能电容C3的负极与地连接；
所述放电单元为放电二极管D2，所述放电二极管D2的正极与所述储能电容 C3的正极连接，所述放电二极管D2的负极与保护电路的输出端连接，保护电路的输出端与5V电源连接。
固态硬盘采用SATA PLUG 7P+15P CONNECTOR的接口，该接口提供有3.3V、 5V和12V三种电源，12V是供给机械硬盘内部的无刷电机使用，5V是给内部的控制器读写数据使用，3.3V则是为硬盘部分控制电路的供电，而固态硬盘供电只需要5V电源即可，12V电源则被空置，本实施例中，通过从12V电源中取电为保护电路中的法拉电容充电，当外部电源异常断电时，通过法拉电容放电为固态硬盘提供5V电源。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：提供了一种结构简单合理的固态硬盘异常断电保护电路，该电路可以硬件方式实现自动充电、放电，当外部供电异常断电后，能为固态硬盘提供一定通电时长，保证固态硬盘的控制器有足够时间将DRAM的数据写入FLASH中，避免了保存的数据信息不完整的情况。
实施例2
在实施例1的基础上，固态硬盘异常断电保护电路还包括断电检测单元，所述断电检测单元用于在外部电源断电时为固态硬盘的主控提供断电信号。
具体的，所述断电检测单元包括第二电阻R2、第三电阻R3、第二滤波电容 C2、第三三极管Q3和第四电阻R4，所述第二电阻R2的一端与12V电源正极连接，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与地连接，所述第二滤波电容C2并联于第三电阻R3，所述第四电阻R4的一端连接于3.3V中断电源，所述中断电源可以由5V电源通过稳压电路转换而成，所述第四电阻R4的另一端连接于主控的中断管脚，所述第三三极管Q3的发射极与第四电阻R4的另一端连接，所述第三三极管Q4的基极与第二电阻R2的另一端连接，所述第三三极管Q3的集电极与地连接，其中，所述第三三极管Q3为PNP型三极管。
实施例3
本实用新型还包括一种固态硬盘，包括上述的固态硬盘异常断电保护电路。
本实施例中，固态硬盘包括标准SATA接口的固态硬盘和PCIE接口的固态硬盘。
实施示例
开机上电后，保护电路接入12V电源，稳压二极管D3将电压稳压为6.2V，第一二极管D1抵消了第一三极管Q1的VBE之间的压降(三极管导通后，VBE的压差为0.7V)，此时第一三极管Q1的发射极、第二三极管Q2的集电极和第二三极管Q2的基极相连，电压都为6.2V，因为开始上电状态下，储能电容C3还没有充电，所以第二三极管Q2的发射极电压为0，此时第二三极管Q2的VBE之间差压大于0.7V，第二三极管Q2的集电极和发射极导通，储能电容C3开始充电，最终电压稳定在5.6V，同时第二三极管Q2在这里还起到了保护储能电容C3的作用，一旦储能电容C3的电压超过5.6V，第二三极管Q2的集电极和发射极就会断开，停止向法拉电容C3充电。而放电二极管D2在保护电路中起到隔离5V 电源的作用，防止5V电源接入保护电路。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：包括充电单元、储能电容和放电单元，所述充电单元与所述储能电容连接，所述储能电容与所述放电单元连接，所述充电单元用于利用外部电源为所述储能电容充电，所述放电单元用于外部电源断电时将储能电容的电能提供给固态硬盘进行数据读写操作。
2.如权利要求1所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述充电单元包括第一三极管、第二三极管、限流电阻、第一滤波电容、第一二极管和稳压二极管，所述第一三极管的集电极与电源正极连接，所述第一三极管的基极连接于第一二极管的正极，第一二极管的负极与稳压二极管的正极连接，所述稳压二极管的负极与地连接，所述限流电阻的一端与第一三极管的集电极连接，所述限流电阻的另一端与第一三极管的基极连接，所述第一滤波电容的一端与第一二极管的正极，所述第一滤波电容的另一端与地连接；所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的集电极连接，第二三极管的发射极与所述储能电容的正极连接，所述第二三极管的基极与第二三极管的集电极连接；
所述储能电容的负极与地连接；
所述放电单元为放电二极管，所述放电二极管的正极与所述储能电容的正极连接，所述放电二极管的负极与保护电路的输出端连接。
3.如权利要求2所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：还包括断电检测单元，所述断电检测单元用于在外部电源断电时为固态硬盘的主控提供断电信号。
4.如权利要求3所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述断电检测单元包括第二电阻、第三电阻、第二滤波电容、第三三极管第三三极管和第四电阻，所述第二电阻的一端与电源正极连接，第二电阻的另一端与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与地连接，所述第二滤波电容并联于第三电阻，所述第四电阻的一端连接于中断电源，所述第四电阻的另一端连接于主控的中断管脚，所述第三三极管的发射极与第四电阻的另一端连接，所述第三三极管的基极与第二电阻的另一端连接，所述第三三极管的集电极与地连接。
5.如权利要求4所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。
6.如权利要求5所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述储能电容为法拉电容。
7.如权利要求6所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述法拉电容的规格为5.6V，5F。
8.如权利要求7所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述电源的电压为11-13V。
9.如权利要求8所述的固态硬盘异常断电保护电路，其特征在于：所述保护电路的输出端与5V电源端连接。
10.一种固态硬盘，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的固态硬盘异常断电保护电路。
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2018
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