CN222482697U - 一种供电电路及nas设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计算机外设技术领域，涉及一种供电电路及NAS设备。该电路包括供电输入端；供电输出端；防反接单元，设于供电输入端与供电输出端之间；驱动单元，包括基准电压电路模块、第一比较器、第二比较器、第一开关单元和第二开关单元，第一比较器的正相输入端与基准电压电路模块的输出端连接，反相输入端用于输入供电输入端的电压，输出端与第一开关单元的控制端连接，第二比较器的反相输入端与基准电压电路模块的输出端连接，正相输入端用于输入供电输入端的电压，输出端与第二开关单元的控制端连接，第一开关单元的第一端与第二开关单元的第二端连接，第二端接地，第二开关单元的第一端与防反接单元的控制端连接。本申请能实现供电防反接。

Description

一种供电电路及NAS设备

技术领域

本实用新型涉及计算机外设技术领域，特别是一种供电电路及NAS设备。

背景技术

大数据时代，云存储提供了大容量便捷的存储方式。通常地，提供云存储功能的存储设备如NAS设备一般采用硬盘扩展的方式来满足存储容量的需求。其中，NAS设备是一种网络附加存储设备，网络附属存储(Network Attached Storage，NAS)按字面简单说就是连接在网络上，具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务器，它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低成本。

在现有技术中，NAS设备的供电输入端支持正反插入电源，然而，外部所接入的电源插口可能存在不合规的情况，不符合正反插要求，不合规的电源插口插入供电输入端，会导致NAS设备损坏。

实用新型内容

本实用新型实施例要解决的技术问题在于，提供一种供电电路及NAS设备，以解决现有技术中NAS设备容易因接入不合规的电源插口而损坏的问题。

本实用新型公开了一种供电电路，应用于NAS设备，包括：

供电输入端，用于输入供电电压；

供电输出端，用于为NAS设备供电；

防反接单元，设于所述供电输入端与所述供电输出端之间，所述防反接单元的控制端连接所述供电输入端；

驱动单元，所述驱动单元包括基准电压电路模块、第一比较器、第二比较器、第一开关单元和第二开关单元，所述第一比较器的正相输入端与所述基准电压电路模块的输出端连接，反相输入端用于输入所述供电输入端的电压，所述第一比较器的输出端与所述第一开关单元的控制端连接，所述第二比较器的反相输入端与所述基准电压电路模块的输出端连接，正相输入端用于输入所述供电输入端的电压，所述第二比较器的输出端与所述第二开关单元的控制端连接，所述第一开关单元的第一端与所述第二开关单元的第二端连接，第二端接地，所述第二开关单元的第一端与所述防反接单元的控制端连接。

其中，较佳方案是，所述防反接单元包括第一PMOS管和第二PMOS管，所述第一PMOS管的栅极与所述第二PMOS管的栅极连接并连接至所述第二开关单元的第一端和所述供电输入端，所述第一PMOS管的漏极连接所述供电输入端，源极连接所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极连接所述供电输出端。

其中，较佳方案是，所述第一开关单元包括第一NMOS管，所述第二开关单元包括第二NMOS管，所述第一NMOS管的栅极与所述第一比较器的输出端连接，源极接地，漏极与所述第二NMOS管的源极连接，所述第二NMOS管的栅极连接所述第二比较器的输出端，漏极连接所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极。

其中，较佳方案是，所述供电电路还包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的另一端连接所述供电输入端和所述第一PMOS管的漏极，所述第二电阻的另一端连接第二NMOS管的漏极，所述第一电阻和所述第二电阻的串联节点连接所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极。

其中，较佳方案是，所述供电电路还包括第三开关单元和第四开关单元，所述第三开关单元设于所述防反接单元与所述供电输出端之间，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的第一端连接，所述第四开关单元的控制端用于接收控制信号，第二端接地。

其中，较佳方案是，所述第三开关单元包括第三PMOS管，所述第四开关单元包括第三NMOS管，所述第三PMOS管的源极连接所述防反接单元，漏极连接所述供电输出端，栅极连接所述第三NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的源极接地，栅极用于接收控制信号。

其中，较佳方案是，所述供电电路还包括串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的另一端连接所述防反接单元和所述第三PMOS管的源极，所述第四电阻的另一端连接所述第三NMOS管的漏极，所述第三电阻和第四电阻的串联节点连接所述第三PMOS管的栅极。

其中，较佳方案是，所述供电电路还包括第一电压采集单元和第二电压采集单元，所述第一电压采集单元和第二电压采集单元均用于采集所述供电输入端的电压，所述第一电压采集单元分别与所述供电输入端和所述第一比较器的反相输入端连接，所述第二电压采集单元分别与所述供电输入端和所述第二比较器的正相输入端连接。

其中，较佳方案是，所述基准电压电路模块包括第五电阻和可控精密稳压源，所述第五电阻的第一端与所述供电输入端连接，第二端与所述可控精密稳压源的阴极、所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的反相输入端连接，所述可控精密稳压源的阳极接地，参考极与第五电阻的第二端、所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的反相输入端连接。

本实用新型还公开了一种NAS设备，包括如前述所述的供电电路，所述供电电路的供电输入端与所述供电单元的供电端连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的供电电路及NAS设备的有益效果在于：通过设置供电输入端、供电输出端、防反接单元和驱动单元，驱动单元包括基准电压电路模块、第一比较器、第二比较器、第一开关单元和第二开关单元，第一比较器根据基准电压电路模块的电压与供电输入端的电压的比较结果输出电平信号控制第一开关单元的导通或断开，第二比较器根据基准电压电路模块的电压与供电输入端的电压的比较结果输出电平信号控制第二开关单元的导通或断开，进而驱动防反接单元的导通或断开，以双比较器电路实现供电输入端的防反接，实现NAS设备供电的防反接，避免不合规的电源插口插入对NAS设备造成损坏，且防反接的可靠性高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明，附图中：

图1是本实用新型实施例提供的供电电路的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的供电电路的部分电路示意图；

图3是本实用新型实施例提供的比较器芯片的电路示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第三开关单元和第四开关单元的电路示意图；

图5是本实用新型实施例提供的基准电压电路模块的电路示意图。

图中各附图标记为：

10、供电输入端；20、供电输出端；30、防反接单元；40、驱动单元；41、基准电压电路模块；42、第一比较器；43、第二比较器；44、第一开关单元；45、第二开关单元；50、第三开关单元；60、第四开关单元；70、第一电压采集单元；80、第二电压采集单元；

MP1、第一PMOS管；MP2、第二PMOS管；MP3、第三PMOS管；Q1、第一NMOS管；Q2、第二NMOS管；Q3、第三NMOS管；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；D1、可控精密稳压源；U1、比较器芯片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

本实用新型实施例提供了一种供电电路，如图1示，供电电路包括供电输入端10、供电输出端20、防反接单元30和驱动单元40。

供电输入端10用于输入供电电压，比如外部适配器将交流电转换为直流电后，将直流电通过电源插口传输至供电输入端10。

供电输出端20用于为NAS设备供电，即NAS设备内部的电路板、硬盘等供电。

防反接单元30设于供电输入端10与供电输出端20之间。

驱动单元40包括基准电压电路模块41、第一比较器42、第二比较器43、第一开关单元44和第二开关单元45，第一比较器42的正相输入端与基准电压电路模块41的输出端连接，反相输入端用于输入供电输入端10的电压，第一比较器42的输出端与第一开关单元44的控制端连接，第二比较器43的反相输入端与基准电压电路模块41的输出端连接，正相输入端用于输入供电输入端10的电压，第二比较器43的输出端与第二开关单元45的控制端连接，第一开关单元44的第一端与第二开关单元45的第二端连接，第二端接地，第二开关单元45的第一端与防反接单元30的控制端连接。

本申请实施例通过设置供电输入端10、供电输出端20、防反接单元30和驱动单元40，驱动单元40包括基准电压电路模块41、第一比较器42、第二比较器43、第一开关单元44和第二开关单元45，第一比较器42根据基准电压电路模块41的电压与供电输入端10的电压的比较结果输出电平信号控制第一开关单元44的导通或断开，第二比较器43根据基准电压电路模块41的电压与供电输入端10的电压的比较结果输出电平信号控制第二开关单元45的导通或断开，进而驱动防反接单元30的导通或断开，以双比较器电路实现供电输入端10的防反接，实现NAS设备供电的防反接，避免不合规的电源插口插入对NAS设备造成损坏，且防反接的可靠性高。

具体而言，当外部的电源插口正向连接到供电输入端10，第一比较器42的输出端输出低电平，第一开关单元44断开，第二比较器43的输出端输出低电平，第二开关单元45断开，防反接单元30导通，供电输入端10输入的供电电压能传输至供电输出端20，为NAS设备供电。当外部的电源插口反向连接到供电输入端10，第一比较器42的输出端输出高电平，第一开关单元44导通，第二比较器43的输出端输出高电平，第二开关单元45导通，将防反接单元30的控制端的电压拉低，防反接单元30断开，供电输入端10输入的供电电压无法传输至供电输出端20，断开NAS设备的供电，实现防反接，保护NAS设备，防止损坏NAS设备。

其中，第一比较器42和第二比较器43可以是使用单独的比较器元器件实现，也可以是第一比较器42和第二比较器43集成在一比较器芯片U1中，使用同一比较器芯片U1中的第一比较器42和第二比较器43实现。本实施例中，优选将第一比较器42和第二比较器43集成在比较器芯片U1中，使用比较器芯片U1实现第一比较器42和第二比较器43的功能，相比分立的设计方式，芯片形式能有效节省空间、减少元器件数量，简化电路设计和布局。此外，集成在同一芯片中的比较器通常具有更好的匹配性能和更低的功耗。

参考图1和图2，本实施例中，防反接单元30包括第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2，第一PMOS管MP1的栅极与第二PMOS管MP2的栅极连接并连接至第二开关单元45的第一端和供电输入端10，第一PMOS管MP1的漏极连接供电输入端10，源极连接第二PMOS管MP2的源极，第二PMOS管MP2的漏极连接供电输出端20。

通过串联连接的第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2实现防反接，第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2的响应速度快，体积小，电路结构简单，有利于电路的小型化和所应用设备的小型化。

在其他实施例中，防反接单元30也可以采用两继电器串联构成的防反接电路。

参考图1和图2，本实施例中，第一开关单元44包括第一NMOS管Q1，第二开关单元45包括第二NMOS管Q2，第一NMOS管Q1的栅极与第一比较器42的输出端连接，源极接地，漏极与第二NMOS管Q2的源极连接，第二NMOS管Q2的栅极连接第二比较器43的输出端，漏极连接第一PMOS管MP1的栅极和第二PMOS管MP2的栅极。

第一开关单元44采用第一NMOS管Q1，通过第一比较器42的电压比较结果驱动第一NMOS管Q1的导通或断开，第二开关单元45采用第二NMOS管Q2，通过第二比较器43的电压比较结果驱动第二NMOS管Q2的导通或断开，第一NMOS管Q1与第二NMOS管Q2配合控制驱动第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2的导通或断开，其响应速度快，体积小巧，且可靠性较高，控制较为方便和灵活。

在其他实施例中，第一开关单元44和第二开关单元45也可以采用继电器等开关器件。

参考图2，本实施例中，供电电路还包括串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的另一端连接供电输入端10和第一PMOS管MP1的漏极，第二电阻R2的另一端连接第二NMOS管Q2的漏极，第一电阻R1和第二电阻R2的串联节点连接第一PMOS管MP1的栅极和第二PMOS管MP2的栅极。

通过设置第一电阻R1，当外部的电源插口正向连接到供电输入端10，第一比较器42的输出端输出低电平，第一NMOS管Q1断开，第二比较器43的输出端输出低电平，第二NMOS管Q2断开，第一PMOS管MP1的栅极电平和第二PMOS管MP2的栅极电平被第一电阻R1拉高至供电电压的电平，处于高电平状态，第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2导通，供电输入端10输入的供电电压能传输至供电输出端20，为NAS设备供电。当外部的电源插口反向连接到供电输入端10，第一比较器42的输出端输出高电平，第一NMOS管Q1导通，第二比较器43的输出端输出高电平，第二NMOS管Q2导通，将第一PMOS管MP1的栅极电平和第二PMOS管MP2的栅极电平被拉低至地端，处于低电平状态，第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2断开，供电输入端10输入的供电电压无法传输至供电输出端20，断开NAS设备的供电，实现防反接。第二电阻R2可以限制流向第一PMOS管MP1的栅极和第二PMOS管MP2的栅极的电流，对第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2起保护作用。

本实施例中，参考图2和图4，供电电路还包括第三开关单元50和第四开关单元60，第三开关单元50设于防反接单元30与供电输出端20之间，第三开关单元50的控制端与第四开关单元60的第一端连接，第四开关单元60的控制端用于接收控制信号，第二端接地。

通过设置第三开关单元50和第四开关单元60，第四开关单元60的控制端接收控制信号，在控制信号的驱动下导通或断开，进而驱动第三开关单元50导通或断开，给NAS设备供电或断开NAS设备的供电。可以通过控制第四开关单元60的导通或断开实现给NAS设备供电或断开NAS设备的供电，允许整体设备进入休眠状态，节省能量。

其中，第四开关单元60的控制端所接收的控制信号可以是所应用整体设备所使用的主控芯片输出的高电平信号或低电平信号，第四开关单元60在高电平信号或低电平信号的驱动下导通或断开。

进一步地，第三开关单元50包括第三PMOS管MP3，第四开关单元60包括第三NMOS管Q3，第三PMOS管MP3的源极连接防反接单元30，漏极连接供电输出端20，栅极连接第三NMOS管Q3的漏极，第三NMOS管Q3的源极接地，栅极用于接收控制信号。

第三开关单元50采用第三PMOS管MP3，第四开关单元60采用第三NMOS管Q3，其开关响应速度快，体积小巧，电路结构简单，且可靠性较高，控制较为方便和灵活。

具体地，在防反接单元30接通的情况下，当第三NMOS管Q3的栅极接收到高电平信号，第三NMOS管Q3导通，将第三PMOS管MP3的栅极拉低到地端，处于低电平状态，第三PMOS管MP3断开，断开NAS设备的供电；当第三NMOS管Q3的栅极接收到低电平信号，第三NMOS管Q3断开，第三PMOS管MP3的栅极由于连接防反接单元30且供电输入端10有供电电压输入，第三PMOS管MP3的栅极处于高电平状态，第三PMOS管MP3导通，给NAS设备的供电。

进一步地，参考图1、图2和图4，供电电路还包括串联连接的第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的另一端连接防反接单元30和第三PMOS管MP3的源极，第四电阻R4的另一端连接第三NMOS管Q3的漏极，第三电阻R3和第四电阻R4的串联节点连接第三PMOS管MP3的栅极。

通过设置第三电阻R3，当第三NMOS管Q3的栅极接收到低电平信号，第三NMOS管Q3断开，第三电阻R3能够将第三PMOS管MP3的栅极钳位在供电输入端10所输入的电压，使第三PMOS管MP3的栅极处于高电平状态，第三PMOS管MP3导通，保持NAS设备的正常供电。第二电阻R2能够限制流向第三PMOS管MP3的栅极的电流，避免电流过大损坏第三PMOS管MP3。

参考图1和图3，本实施例中，供电电路还包括第一电压采集单元70和第二电压采集单元80，第一电压采集单元70和第二电压采集单元80均用于采集供电输入端10的电压，第一电压采集单元70分别与供电输入端10和第一比较器42的反相输入端连接，第二电压采集单元80分别与供电输入端10和第二比较器43的正相输入端连接。

通过设置第一电压采集单元70和第二电压采集单元80采集供电输入端10的电压，监测供电输入端10的电压，作为第一比较器42和第二比较器43所输入的比较对象，基于第一比较器42和第二比较器43的比较结果控制防反接单元30，能够有效防止供电输入端10反接。

具体地，第一电压采集单元70包括串联连接的第六电阻R6和第七电阻R7，第六电阻R6的另一端连接供电输入端10，第七电阻R7的另一端接地，第六电阻R6和第七电阻R7的串联节点连接第一比较器42的反相输入端，第一比较器42通过第六电阻R6和第七电阻R7能够获取供电输入端10的电压。第一电压采集单元70的电路结构简单，有利于电路的小型化。

第二电压采集单元80包括串联连接的第八电阻R8和第九电阻R9，第八电阻R8的另一端连接供电输入端10，第九电阻R9的另一端接地，第八电阻R8和第九电阻R9的串联节点连接第二比较器43的正相输入端，第二比较器43通过第八电阻R8和第九电阻R9能够获取供电输入端10的电压。第二电压采集单元80的电路结构简单，有利于电路的小型化。

参考图1、图3和图5，本实施例中，基准电压电路模块41包括第五电阻R5和可控精密稳压源D1，第五电阻R5的第一端与供电输入端10连接，第二端与可控精密稳压源D1的阴极、第一比较器42的正相输入端和第二比较器43的反相输入端连接，可控精密稳压源D1的阳极接地，参考极与第五电阻R5的第二端、第一比较器42的正相输入端和第二比较器43的反相输入端连接。

通过采用可控精密稳压源D1与第五电阻R5配合提供一个稳定的基准参考电压，使得第一比较器42和第二比较器43都具有一个稳定的电压参考，进一步减少输入电压波动产生的误判。

其中，可控精密稳压源D1为TL431芯片。使用TL431芯片配合第五电阻R5作为基准电压电路模块41具有以下优势：可以提供较为稳定的参考电压，具有较高的精度；在不同温度和电压条件下的稳定性较好；可长期稳定运行应用，具有较高的可靠性。

具体应用时，基准电压电路模块41输出的基准电压可以是2.5V，具体可以根据实际需要进行调整。

本实用新型实施例还提供一种NAS设备。参考图1，NAS设备包括如前述所述的供电电路。

本实用新型实施例中NAS设备的供电电路通过设置供电输入端10、供电输出端20、防反接单元30和驱动单元40，驱动单元40包括基准电压电路模块41、第一比较器42、第二比较器43、第一开关单元44和第二开关单元45，第一比较器42根据基准电压电路模块41的电压与供电输入端10的电压的比较结果输出电平信号控制第一开关单元44的导通或断开，第二比较器43根据基准电压电路模块41的电压与供电输入端10的电压的比较结果输出电平信号控制第二开关单元45的导通或断开，进而驱动防反接单元30的导通或断开，以双比较器电路实现供电输入端10的防反接，实现NAS设备供电的防反接，避免不合规的电源插口插入对NAS设备造成损坏，且防反接的可靠性高。

其中，电源插口可以是外部适配器所附带的，用于输出供电电压，外部适配器能够实现将交流电压转换为直流电压，如将220V的交流电压转换为12V的直流电压，将12V的直流电压输入供电电路的供电输入端10。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种供电电路，应用于NAS设备，其特征在于，包括：

供电输入端，用于输入供电电压；

供电输出端，用于为NAS设备供电；

防反接单元，设于所述供电输入端与所述供电输出端之间，所述防反接单元的控制端连接所述供电输入端；

驱动单元，所述驱动单元包括基准电压电路模块、第一比较器、第二比较器、第一开关单元和第二开关单元，所述第一比较器的正相输入端与所述基准电压电路模块的输出端连接，反相输入端用于输入所述供电输入端的电压，所述第一比较器的输出端与所述第一开关单元的控制端连接，所述第二比较器的反相输入端与所述基准电压电路模块的输出端连接，正相输入端用于输入所述供电输入端的电压，所述第二比较器的输出端与所述第二开关单元的控制端连接，所述第一开关单元的第一端与所述第二开关单元的第二端连接，第二端接地，所述第二开关单元的第一端与所述防反接单元的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述防反接单元包括第一PMOS管和第二PMOS管，所述第一PMOS管的栅极与所述第二PMOS管的栅极连接并连接至所述第二开关单元的第一端和所述供电输入端，所述第一PMOS管的漏极连接所述供电输入端，源极连接所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极连接所述供电输出端。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一NMOS管，所述第二开关单元包括第二NMOS管，所述第一NMOS管的栅极与所述第一比较器的输出端连接，源极接地，漏极与所述第二NMOS管的源极连接，所述第二NMOS管的栅极连接所述第二比较器的输出端，漏极连接所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的另一端连接所述供电输入端和所述第一PMOS管的漏极，所述第二电阻的另一端连接第二NMOS管的漏极，所述第一电阻和所述第二电阻的串联节点连接所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第三开关单元和第四开关单元，所述第三开关单元设于所述防反接单元与所述供电输出端之间，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的第一端连接，所述第四开关单元的控制端用于接收控制信号，第二端接地。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述第三开关单元包括第三PMOS管，所述第四开关单元包括第三NMOS管，所述第三PMOS管的源极连接所述防反接单元，漏极连接所述供电输出端，栅极连接所述第三NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的源极接地，栅极用于接收控制信号。

7.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的另一端连接所述防反接单元和所述第三PMOS管的源极，所述第四电阻的另一端连接所述第三NMOS管的漏极，所述第三电阻和第四电阻的串联节点连接所述第三PMOS管的栅极。

8.根据权利要求1至7任一项所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一电压采集单元和第二电压采集单元，所述第一电压采集单元和第二电压采集单元均用于采集所述供电输入端的电压，所述第一电压采集单元分别与所述供电输入端和所述第一比较器的反相输入端连接，所述第二电压采集单元分别与所述供电输入端和所述第二比较器的正相输入端连接。

9.根据权利要求1至7任一项所述的供电电路，其特征在于，所述基准电压电路模块包括第五电阻和可控精密稳压源，所述第五电阻的第一端与所述供电输入端连接，第二端与所述可控精密稳压源的阴极、所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的反相输入端连接，所述可控精密稳压源的阳极接地，参考极与第五电阻的第二端、所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的反相输入端连接。

10.一种NAS设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的供电电路，所述供电电路的供电输入端与外部电源插口连接。