CN208569547U - 一种存储设备掉电保护电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种存储设备掉电保护电源装置，涉及存储设备电源设计领域，其结构包括：一服务器电源、掉电保护电路、系统关键电源、待机电源保护电路和待机电源；掉电保护电路包括锂电池和切换控制电路；服务器电源正常供电时12V对系统关键电源进行供电，同时对锂电池充电，并支持待机电源供电；服务器电源异常时由锂电池向系统关键电源和待机电源供电，将内存信息保存到Flash。本实用新型在多路电压供电的存储设备中，对需要保护的系统关键电源及待机电源进行统一集中供电，通过锂电池充放电及切换控制电路，实现了对系统关键电源及待机电源的选择性掉电保护；扩大简化保护电路设计，减小电压切换风险，降低锂电池容量需求。

Description

一种存储设备掉电保护电源装置

技术领域

本实用新型涉及存储设备电源设计领域，具体的说是一种存储设备掉电保护电源装置。

背景技术

存储设备的数据安全至关重要。存储设备通用缓存Cache都是易失性Cache，当系统异常掉电时，Cache中的数据会立即丢失、无法挽回。为提高数据安全性和完整性，业内中高端存储产品都支持掉电保护功能。存储设备掉电数据保护既需要软件对数据的存取和恢复功能，又需要硬件上掉电保护电路支持。

目前业内主流采用“锂电池+Flash”方案，即系统外部供电中断后，利用锂电池供电在较短时间内(大约3～5分钟)将缓存Cache中的数据备份到大容量Flash中，直到下一次供电开机时，再把Flash中数据还原到缓存Cache并写回到硬盘中。上述掉电保护方案硬件供电电路实现较为复杂，尤其是采用多输出电压(12V、3.3V、5V、5VSB)AC/DC、DC/DC电源供电时，需对多个电压进行保护；同时为了减小锂电池容量，仅选择对必要电压进行保护，不能够确保对全部供电设备进行保护。

鉴于目前存储设备掉电保护方案存在的问题，本实用新型提出了一种新的掉电保护电源方案，在多路电压供电的存储设备中，能够对需要保护的关键电压和待机电源进行选择性掉电保护，极大简化了保护电路，降低锂电池电量需求。

发明内容

本实用新型针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种存储设备掉电保护电源装置。

本实用新型所述一种存储设备掉电保护电源装置，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述存储设备掉电保护电源装置，设置在存储设备中，其结构包括：一服务器电源、掉电保护电路、系统关键电源、待机电源保护电路和待机电源；

所述掉电保护电路包括锂电池和切换控制电路，所述切换控制电路的输入端连接至所述服务器电源，所述服务器电源通过切换控制电路给所述锂电池充电，所述切换控制电路的输出端连接至所述系统关键电源，所述系统关键电源供电给系统关键芯片；

所述待机电源保护电路的输入端连接至所述服务器电源，所述待机电源保护电路的输出端连接所述待机电源，通过待机电源向待机器件供电；同时，所述掉电保护电路的输出端连接所述待机电源保护电路；

所述存储设备开机之前，所述服务器电源通过待机电源保护电路向待机电源供电，为待机器件供电；

所述存储设备开机之后，所述服务器电源通过所述切换控制电路直接向系统关键电源供电，通过系统关键电源供电给系统关键芯片；同时，所述服务器电源通过所述切换控制电路给所述锂电池充电，以及向待机电源供电；

所述服务器电源掉电时，通过所述切换控制电路切换到所述锂电池，由锂电池向系统关键电源和待机电源供电；同时，系统处理器检测到异常断电信号，立即将内存内的信息保存到大容量Flash中进行保护。

具体的，所述服务器电源采用ATX电源。

具体的，所述切换控制电路包括锂电池充电控制器和一开关，所述锂电池充电控制器的输入端连接至所述ATX电源，所述锂电池充电控制器的输出端通过所述开关与系统关键电源连接；所述ATX电源通过锂电池充电控制器连接锂电池，向锂电池充电；所述锂电池通过所述开关与系统关键电源连接。

具体的，所述系统关键电源采用电压变换器。

具体的，所述系统关键芯片包括处理器、内存、Flash以及其他关键器件；每个系统关键芯片对应由一个电压变换器供电。

具体的，所述待机电源保护电路包括两个二极管D1、D2，所述二极管D1的输入端连接至所述ATX电源，所述二极管D1的输出端连接于所述待机电源；所述二极管D2的输入端连接至所述掉电保护电路的输出端，所述二极管D2的输出端连接所述待机电源。

具体的，所述待机电源采用电压变换器。

具体的，所述存储设备掉电保护电源装置还设置了两路非关键器件电源，所述非关键器件电源直接连接至ATX电源，用于给存储设备中非关键器件供电。

具体的，所述非关键器件电源采用电压变换器。

本实用新型所述一种存储设备掉电保护电源装置，与现有技术相比具有的有益效果是：本实用新型在多路电压供电的存储设备中，对需要保护的系统关键电源及待机电源进行统一集中供电，通过锂电池充放电及切换控制电路，实现了对系统关键电源及待机电源的选择性掉电保护；扩大简化保护电路设计，减小电压切换风险，并且降低锂电池容量需求，适用于由多路电源供电、需要进行掉电保护的存储设备或其他有掉电保护需求的电子设备中。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术内容，下面对本实用新型实施例或现有技术中所需要的附图做简单介绍。显而易见的，下面所描述附图仅仅是本实用新型的一部分实施例，对于本领域技术人员来说，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，但均在本实用新型的保护范围之内。

附图1为实施例2存储设备掉电保护电源装置的示意框图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清查、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有实施例,都在本实用新型的保护范围之内。

实施例1:

本实施例提出一种存储设备掉电保护电源装置，设置在存储设备中，其主要结构包括：一服务器电源、掉电保护电路、系统关键电源、待机电源保护电路和待机电源；

所述掉电保护电路包括锂电池和切换控制电路，所述切换控制电路的输入端连接至所述服务器电源，所述服务器电源通过切换控制电路给所述锂电池充电，所述切换控制电路的输出端连接至所述系统关键电源，所述系统关键电源供电给系统关键芯片；

所述待机电源保护电路的输入端连接至所述服务器电源，所述待机电源保护电路的输出端连接所述待机电源，通过待机电源向待机器件供电；同时，所述掉电保护电路的输出端连接所述待机电源保护电路。

本实施例存储设备掉电保护电源装置中，所述服务器电源采用ATX电源，ATX电源作用是把交流220V的电源转换为计算机内部使用的直流5V、12V、24V的电源。本实施例在存储设备中，对需要保护的系统关键电压及待机电源进行统一、集中供电，通过锂电池及切换控制电路，实现了对系统关键电压及待机电源的选择性掉电保护。

使用本实施例存储设备掉电保护电源装置，所述存储设备开机之前，所述服务器电源通过待机电源保护电路向待机电源供电，为待机器件比如系统基础器件EC、CPLD等供电；

所述存储设备开机之后，所述服务器电源通过所述切换控制电路直接向系统关键电源供电，通过系统关键电源供电给系统关键芯片；同时，所述服务器电源通过所述切换控制电路给所述锂电池供电，并向待机电源供电，进而供电给待机器件；

所述服务器电源掉电时，此时存储设备外部供电异常，通过所述切换控制电路切换到所述锂电池，由锂电池向系统关键电源和待机电源供电；同时，系统处理器检测到异常断电信号，立即将内存Cache内的信息保存到大容量Flash中进行保护。

实施例2：

本实施例提出的一种存储设备掉电保护电源装置，是本实用新型的另一个具体实施方式，在实施例1存储设备掉电保护电源装置的基础上，分别给出掉电保护电路和待机电源保护电路的一种详细就提技术内容，增强了本实施例技术方案的可行性和实用性。

附图1为实施例2存储设备掉电保护电源装置的示意框图，如附图1所示，所述切换控制电路包括锂电池充电控制器和一开关，所述锂电池充电控制器的输入端连接至ATX电源，所述锂电池充电控制器的输出端通过所述开关与系统关键电源连接；所述ATX电源通过锂电池充电控制器连接锂电池，向锂电池充电；所述锂电池通过所述开关与系统关键电源连接；

所述系统关键电源采用电压变换器，所述系统关键芯片包括处理器、内存Cache、Flash以及其他关键器件；并且每个系统关键芯片对应由一个电压变换器供电，从图上可知，处理器由电压变换器2供电，内存由电压变换器3供电，Flash由电压变换器4供电，其他关键器件由电压变换器5供电；

所述待机电源保护电路包括两个二极管D1、D2，二极管D1的输入端连接至ATX电源，二极管D1的输出端连接于待机电源，实施例2中所述待机电源采用电压变换器1，如附图1所示；二极管D2的输入端连接至所述掉电保护电路的输出端，二极管D2的输出端连接电压变换器1，所述掉电保护电路通过二极管D2向电压变换器1供电，进而供电给待机器件。

如附图1所示，本实施例还设置了两路非关键器件电源，所述非关键器件电源直接连接至ATX电源；所述非关键器件电源采用电压变换器，分别是电压变换器6和电压变换器7，ATX电源通过电压变换器6和电压变换器7向存储设备中非关键器件供电。

采用本实施例存储设备掉电保护电源装置，存储设备开机之前，ATX电源仅5VSB有输出，5VSB经由二极管D1提供系统待机电源STBY_VCC，为系统基础待机器件(如EC、CPLD等)供电；存储设备开机后，外部电源供电正常时，ATX电源提供12V对系统关键电源进行供电，通过锂电池充电控制器对锂电池充电；同时，ATX电源输出12V生成系统12V_VCC电压，由于12V_VCC电压值高于5VSB，D1截止、D2导通，待机电源STBY_VCC由12V_VCC提供，其中，电压变换器1满足宽压输入，这样，待机电源和系统关键电源均由12V_VCC供电；存储设备其他非关键器件及其电源由3.3V和5V电压供电；如附图1所示。

当外部电源供电异常时，即ATX电源掉电时，12V_VCC电压迅速切换到锂电池供电，锂电池仅需维持12V_VCC一个电压，即可同时向待机电源和系统关键电源供电；同时处理器检测到异常断电的信号，立即将内存中信息迅速保存在大容量Flash中进行保护，当内存内信息保存完毕后，处理器发出指令给CPLD，切断所有电源，系统关闭。当系统外部异常断电时，无需对存储设备非关键器件电源进行保护，锂电池仅需对关键电源及待机电源供电，功耗较低，极大降低对锂电池容量需求。

本实施例存储设备掉电保护电源装置，进选择存储设备中数据存取关键器件及待机基础器件进行掉电保护，降低掉电保护期间的系统功耗，减小锂电池容量；系统关键电源和待机电源由ATX电源12V统一供电，这样在外部电源供电异常时，锂电池仅需对系统12V进行保护即可，无需额外增加电压转换电路，简化了保护电路；系统开机工作后，待机电源立即切换至12V，这样在外部供电异常时，无需再对其进行电压切换，可靠性较高。

以上应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本实用新型的核心技术内容，并不用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的技术方案不限制于上述具体实施方式内。基于本实用新型的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本实用新型原理的前提下，对本实用新型所作出的任何改进和修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，设置在存储设备中，其结构包括：一服务器电源、掉电保护电路、系统关键电源、待机电源保护电路和待机电源；

所述掉电保护电路包括锂电池和切换控制电路，所述切换控制电路的输入端连接至所述服务器电源，所述服务器电源通过切换控制电路给所述锂电池充电，所述切换控制电路的输出端连接至所述系统关键电源，所述系统关键电源供电给系统关键芯片；

所述待机电源保护电路的输入端连接至所述服务器电源，所述待机电源保护电路的输出端连接所述待机电源，通过待机电源向待机器件供电；同时，所述掉电保护电路的输出端连接所述待机电源保护电路；

所述存储设备开机之前，所述服务器电源通过待机电源保护电路向待机电源供电，为待机器件供电；

所述存储设备开机之后，所述服务器电源通过所述切换控制电路直接向系统关键电源供电，通过系统关键电源供电给系统关键芯片；同时，所述服务器电源通过所述切换控制电路给所述锂电池充电，以及向待机电源供电；

所述服务器电源掉电时，通过所述切换控制电路切换到所述锂电池，由锂电池向系统关键电源和待机电源供电；同时，系统处理器检测到异常断电信号，立即将内存内的信息保存到大容量Flash中进行保护。

2.根据权利要求1所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述服务器电源采用ATX电源。

3.根据权利要求2所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述切换控制电路包括锂电池充电控制器和一开关，所述锂电池充电控制器的输入端连接至所述ATX电源，所述锂电池充电控制器的输出端通过所述开关与系统关键电源连接；所述ATX电源通过锂电池充电控制器连接锂电池，向锂电池充电；所述锂电池通过所述开关与系统关键电源连接。

4.根据权利要求3所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述系统关键电源采用电压变换器。

5.根据权利要求4所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述系统关键芯片包括处理器、内存、Flash；每个系统关键芯片对应由一个电压变换器供电。

6.根据权利要求5所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述待机电源保护电路包括两个二极管D1、D2，所述二极管D1的输入端连接至所述ATX电源，所述二极管D1的输出端连接于所述待机电源；所述二极管D2的输入端连接至所述掉电保护电路的输出端，所述二极管D2的输出端连接所述待机电源。

7.根据权利要求6所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述待机电源采用电压变换器。

8.根据权利要求7所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述存储设备掉电保护电源装置还设置了两路非关键器件电源，所述非关键器件电源直接连接至ATX电源，用于给存储设备中非关键器件供电。

9.根据权利要求8所述一种存储设备掉电保护电源装置，其特征在于，所述非关键器件电源采用电压变换器。