一种用于固态存储介质的掉电保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于固态存储介质的掉电保护系统，包括第一PMOS负载开关、第二PMOS负载开关、转换速率控制电路、备份电源电容器及与备份电源电容器连接的充电设备，其中，第一PMOS负载开关的源极、漏极分别外接输入电压源和输出负载，其栅极与转换速率控制电路连接。第二PMOS负载开关的漏极外接输出负载，第二PMOS负载开关的栅极与转换速率控制电路连接，第二PMOS负载开关的源极连接在备份电源电容器与充电设备之间的线路上。本实用新型专利技术在固态存储介质掉电时能提供数秒钟的电量，使得所有的数据能写入非易失性存储器中，以实现大存储量固态存储介质的掉电保护。

【技术实现步骤摘要】
一种用于固态存储介质的掉电保护系统
本技术涉及电子数据存储技术，具体是一种用于固态存储介质的掉电保护系统。
技术介绍
目前的电子数据存储系统正在迅猛的从机械式系统(如机械硬盘)向更加电子化的解决方案(如固态硬盘)发展，相较于机械式转动的机械硬盘，固态存储介质尺寸更小，供电要求更低，运行速度更快，因此，其在笔记本电脑、平板电脑等便携式系统中应用更加广泛。当出现掉电情况时，为了避免固态存储介质存储的数据丢失，需在掉电之前将所有的数据写入非易失性存储器中。在常见的小存储量的固态存储介质中，通常采用一个电容存储足够的能量，在掉电时为固态存储介质供电，使得固态存储介质在电压衰减到低于标准运行电压以前，仍然可以运行数毫秒以确保数据被写入。随着新的应用不断涌现，固态存储介质的存储量从10～40GB逐渐增长到256～512GB，甚至更高，在掉电之前将所有的数据写入非易失性存储器所需的时间需达数秒之长，如何获取数秒钟的电量用来备份数据这成为目前人们普遍关注的问题，然而，现今没有相应的设备，也未见相关的报道。
技术实现思路
本技术的目的在于解决大存储量的固态存储介质在掉电时不能获取数秒钟的电量用来备份数据的问题，提供了一种用于固态存储介质的掉电保护系统，其在固态存储介质掉电时能提供数秒钟的电量，使得所有的数据能写入非易失性存储器中，以实现大存储量固态存储介质的掉电保护。本技术解决上述问题主要通过以下技术方案实现：一种用于固态存储介质的掉电保护系统，包括第一PMOS负载开关、第二PMOS负载开关、转换速率控制电路、备份电源电容器及与备份电源电容器连接的充电设备，其中，所述第一PMOS负载开关的源极、漏极分别外接输入电压源和输出负载，其栅极与转换速率控制电路连接，流向输出负载的浪涌电流从第一PMOS负载开关的源极流向漏极，并在栅极处受到第一PMOS负载开关控制电压的控制；所述第二PMOS负载开关的漏极外接输出负载，第二PMOS负载开关的栅极与转换速率控制电路连接，第二PMOS负载开关的源极连接在备份电源电容器与充电设备之间的线路上；所述转换速率控制电路用于向第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关提供负载开关控制电压；用于产生控制信号通过第一PMOS负载开关补充浪涌电流，同时通过第二PMOS负载开关提供低电流充电；用于监测到输入电压掉电时产生控制信号，通过第二PMOS负载开关提供从备份电源电容器到输出负载的放电路径；充电设备，用于将备份电源电容器充电至大于输入电压值的电压。本技术提供多条电流通路，具体电流通路的选择通过第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关进行选择，并由转换速率控制电路进行集中控制。本技术通过电流通路的选择，以保证输入电压源与输出负载电源的流通，以及备份电源电容器的充电，在出现掉电情况时，备份电源电容器作为电源为输出负载供电。本技术应用时，在备份电源电容器未进行任何充电的时候，第二PMOS负载开关被设置为具有非常长的速率转换时间，当检测到掉电时，第二PMOS负载开关的切换被调整到足够快以确保不产生任何功能丢失。进一步的，所述第一PMOS负载开关的导通电阻大于第二PMOS负载开关的导通电阻。进一步的，所述第一PMOS负载开关的导通电阻小于50mΩ，第二PMOS负载开关的导通电阻小于25mΩ。如此，本技术应用时，第一PMOS负载开关的面积可以被设计成第二PMOS负载开关面积的一半。进一步的，所述转换速率控制电路设有欠压锁定电路，转换速率控制电路通过欠压锁定电路来监控输入电压值。本技术在出现掉电情形时，欠压锁定电路检测掉电情况并断开第一PMOS负载开关，同时，通过第二PMOS负载开关连接备份电源电容器，从而为输出负载提供备份电源，使输出负载在备份电源电容器供电期间有序地关闭其功能。进一步的，所述转换速率控制电路设有热关断电路，所述热关断电路用于系统高于设定的温度时保护第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关。进一步的，所述转换速率控制电路设有过流保护电路，所述过流保护电路通过第一PMOS负载开关监控浪涌电流。进一步的，所述第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关均配置有反向电流阻塞电路。本技术在反向电流阻塞电路的作用下，能保证第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关关闭时没有反向电流流动，能避免反向电流流向供电电源，进而能延长备份电源电容器用于提供备份电源时的电压供给时间。作为本技术充电设备的第一种实施方式，进一步的，所述充电设备采用电荷泵。进一步的，一种用于固态存储介质的掉电保护系统，还包括转换速率调节电阻，所述转换速率调节电阻与转换速率控制电路连接，其具有设定的阻值，该阻值用于从外部选择PMOS负载开关的转换速率。作为本技术充电设备的第二种实施方式，进一步的，所述充电设备为与输入电压源连接的升压转换器。其中，升压转换器较电荷泵适用的电源电容器电容值更大。本技术在具体实施时，所配备的欠压锁定电路、热关断电路、过流保护电路及反向电流阻塞电路均采用工业界普遍应用的成熟方案实现。综上所述，本技术具有以下有益效果：本技术使用备份电源电容器作为备份电源，该备份电源电容器可以被充满至电源电压，然后被作为临时备份电源，在固态存储介质掉电时能提供数秒钟的电量，使得所有的数据能写入非易失性存储器中，以实现大存储量固态存储介质的掉电保护。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术一个具体实施例的总框图；图2为本技术一个具体实施例配备有一个连接到引脚PGM的外部电阻实现转换速率的控制的结构示意图；图3为本技术一个具体实施例具有过流保护功能的结构示意图；图4为本技术一个具体实施例充电顺序的时序图；图5为本技术一个具体实施例中电荷泵的结构示意图；图6为本技术采用升压转换器作为充电设备的一个具体实施例的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例1：如图1～图3所示，一种用于固态存储介质的掉电保护系统，包括第一PMOS负载开关、第二PMOS负载开关、转换速率控制电路、备份电源电容器及充电设备，其中，本实施例的充电设备采用电荷泵，其与备份电源电容器连接并为备份电源电容器充电。本实施例的第一PMOS负载开关的源极、漏极分别外接输入电压源和输出负载，其栅极与转换速率控制电路连接，流向输出负载的浪涌电流从第一PMOS负载开关的源极流向漏极，并在栅极处受到第一PMOS负载开关控制电压的控制。本实施例的第二PMOS负载开关的漏极外接输出负载，第二PMOS负载开关的栅极与转换速率控制电路连接，第二PMOS负载开关的源极连接在备份电源电容器与充电设备之间的线路上。本实施例的转换速率控制电路用于向第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关提供负载开关控制电压；用于产生控制信号通过第一PMOS负载开关补充浪涌电流，同时通过第二PMOS负载开关提供低电流充电；用于监测到输入电压掉电时产生控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固态存储介质的掉电保护系统，其特征在于，包括第一PMOS负载开关、第二PMOS负载开关、转换速率控制电路、备份电源电容器及与备份电源电容器连接的充电设备，其中，所述第一PMOS负载开关的源极、漏极分别外接输入电压源和输出负载，其栅极与转换速率控制电路连接，流向输出负载的浪涌电流从第一PMOS负载开关的源极流向漏极，并在栅极处受到第一PMOS负载开关控制电压的控制；所述第二PMOS负载开关的漏极外接输出负载，第二PMOS负载开关的栅极与转换速率控制电路连接，第二PMOS负载开关的源极连接在备份电源电容器与充电设备之间的线路上；所述转换速率控制电路用于向第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关提供负载开关控制电压；用于产生控制信号通过第一PMOS负载开关补充浪涌电流，同时通过第二PMOS负载开关提供低电流充电；用于监测到输入电压掉电时产生控制信号，通过第二PMOS负载开关提供从备份电源电容器到输出负载的放电路径；充电设备，用于将备份电源电容器充电至大于输入电压值的电压。

【技术特征摘要】
1.一种用于固态存储介质的掉电保护系统，其特征在于，包括第一PMOS负载开关、第二PMOS负载开关、转换速率控制电路、备份电源电容器及与备份电源电容器连接的充电设备，其中，所述第一PMOS负载开关的源极、漏极分别外接输入电压源和输出负载，其栅极与转换速率控制电路连接，流向输出负载的浪涌电流从第一PMOS负载开关的源极流向漏极，并在栅极处受到第一PMOS负载开关控制电压的控制；所述第二PMOS负载开关的漏极外接输出负载，第二PMOS负载开关的栅极与转换速率控制电路连接，第二PMOS负载开关的源极连接在备份电源电容器与充电设备之间的线路上；所述转换速率控制电路用于向第一PMOS负载开关和第二PMOS负载开关提供负载开关控制电压；用于产生控制信号通过第一PMOS负载开关补充浪涌电流，同时通过第二PMOS负载开关提供低电流充电；用于监测到输入电压掉电时产生控制信号，通过第二PMOS负载开关提供从备份电源电容器到输出负载的放电路径；充电设备，用于将备份电源电容器充电至大于输入电压值的电压。2.根据权利要求1所述的一种用于固态存储介质的掉电保护系统，其特征在于，所述第一PMOS负载开关的导通电阻大于第二PMOS负载开关的导通电阻。3.根据权利要求2所述的一种用于固态存储介质的掉电保护系统，其特征在于，所述第一PMOS负载开关的导通电阻小于50mΩ，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杰夫微电子四川有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51