基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路制造技术

本发明专利技术公开了基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，属于硬盘掉电保护技术领域，包括电源断电检测电路、电源超级电容管理芯片、12V降压供电电路以及RAM模块电路。本发明专利技术提出的基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，在断电时，释放电能为系统提供短暂的供电。将超级电容的大电容蓄能转化为硬盘所需的12V、5V电压，主电源正常供电时，该电路给电容充电，同时转换电压。电源检测电路：用于检测主电源电压的工作电源，主电路电源低于一定的阈值，启动备用电源，硬盘开始备份数据具有数据存储：外挂RAM在硬盘断电时保存正在缓存的数据，在上电时向硬盘写入缓存数据。在上电时向硬盘写入缓存数据。在上电时向硬盘写入缓存数据。

【技术实现步骤摘要】
基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路


[0001]本专利技术涉及硬盘掉电保护
，特别涉及基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路。

技术介绍

[0002]在安卓系统中，为增加系统存储空间，在系统中增加硬盘，在成本的控制和空间的约束下没法使用ups电源，在使用过程会遇到突然断电的情况，这种情况下对于磁盘会突然停止转动，磁头来不及复位，容易刮坏磁盘。导致硬盘损坏或者丢失正在处理的重要数据。
[0003]本专利技术就是针对系统遇到紧急断电时，提供一个持有1s左右的备用供电，让硬盘及时处理正在缓存的数据，保存在外接RAM中，磁头复位，再次上电时硬盘读取缓存在RAM中的数据。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，包括电源断电检测电路、电源超级电容管理芯片、12V降压供电电路以及RAM模块电路；
[0006]电源超级电容管理芯片分别与超级电容连接用于充放电，电源超级电容管理芯片分在供电状态下与提供12V电压至主电源，在断电状态下切断与主电源之间的连接；
[0007]电源超级电容管理芯片输出12V至12V降压供电电路内，电源超级电容用于提供12V电压至硬盘，12V降压供电电路通过降低至5V电压为硬盘供电；
[0008]硬盘存储数据至RAM模块，硬盘与主机之间数据交互，电源断电检测电路用于检测主电源的供电状态，并将监测数据反馈至主机。
[0009]进一步地，电源断电检测电路采用单限比较电路，NJM2058运放芯片U1正极输入端串联电阻R13接在引脚Vi上，NJM2058运放芯片U1负极输入端串联电阻R14接在引脚Vref上，NJM2058运放芯片U1的输出端接Vout输出端以及稳压二极管D1。
[0010]进一步地，超级电容容值为10F，硬盘的工作电压为12V和5V供电，已知硬盘的工作电压为12V和5V；额定工作电流均为0.7A，硬盘的功率为：
[0011]P＝UI＝(12+5)*0.7＝11.9W
[0012]电容的容值C取10F，电容额定电压U为3.3V由电容储能的计算公式：
[0013]E＝1/2CU2＝54.45J
[0014]理想情况下电容储存的能量完全用于硬盘的功耗，由功率公式：
[0015]E＝PT
[0016]可以计算出电容的放电时间T＝E/P＝4.6S，由于SATA3.0协议可知sata的数据传输速度达6Gb/s，在T时间内，可达27G的数据处理，完成紧急断电时数据的存储。
[0017]进一步地，电源超级电容管理芯片采用LTC3350芯片，当主电源接通是时，LTC335芯片打开旁路场效应管，为超级电容充电，当超级电容两端电压达到3.3V时停止充电，主电源通过为Vout供电，持续给硬盘供电，主电源断开时，超级电容储能输出。
[0018]进一步地，12V降压供电电路可经降压芯片将电压降低至5V，采用TPL54332作为降压芯片，支持输入电压为3.5V
‑
28V，输出5V电流1.5A。
[0019]进一步地，RAM模块电路采用ST_M25P16VG芯片，ST_M25P16VG芯片U1的引脚1接电阻R2和引脚SPIO SSEL的并联接口，ST_M25P16VG芯片U1的引脚2接引脚SPIO MISO，ST_M25P16VG芯片U1的引脚3串联电阻R4接3.3V电压，ST_M25P16VG芯片U1的引脚5接引脚SPIO MISI，ST_M25P16VG芯片U1的引脚6接引脚SPIO SCK；
[0020]5V电压串联电阻R1接在3.3V和电阻R5并联接口上，电阻R5接地。
[0021]进一步地，RAM模块电路的硬盘高速缓存为512KB
‑
2MB，主流的sata硬盘数据缓存为2MB，RAM模块电路只在上电和下电的时候进行数据访问，电源可采用5V分压供电，3.3V＝5V*R5/(R1+R5)。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术提出的基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，超级电容：大容量电容，容量可达法拉级，在系统正常供电时，存储电能，在断电时，释放电能为系统提供短暂的供电。具有备用电源电路：将超级电容的大电容蓄能转化为硬盘所需的12V、5V电压，主电源正常供电时，该电路给电容充电，同时转换电压。电源检测电路：用于检测主电源电压的工作电源，主电路电源低于一定的阈值，启动备用电源，并给pc系统发送断电信息，硬盘开始备份数据具有数据存储：外挂RAM在硬盘断电时保存正在缓存的数据，在上电时向硬盘写入缓存数据。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的正常供电框图；
[0025]图2为本专利技术的掉电框图；
[0026]图3为本专利技术的电源断电检测电路原理图；
[0027]图4为本专利技术的电源超级电容管理芯片原理图；
[0028]图5为本专利技术的12V降压供电原理图；
[0029]图6为本专利技术的RAM模块原理图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]请参阅图1
‑
2，基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，包括电源断电检测电路、电源超级电容管理芯片、12V降压供电电路以及RAM模块电路；
[0032]电源超级电容管理芯片分别与超级电容连接用于充放电，电源超级电容管理芯片分在供电状态下与提供12V电压至主电源，在断电状态下切断与主电源之间的连接；
[0033]电源超级电容管理芯片输出12V至12V降压供电电路内，电源超级电容用于提供12V电压至硬盘，12V降压供电电路通过降低至5V电压为硬盘供电；
[0034]硬盘存储数据至RAM模块，硬盘与主机之间数据交互，电源断电检测电路用于检测主电源的供电状态，并将监测数据反馈至主机。
[0035]正常供电过程：主电源向电源管理芯片供电，超级电容处于充电状态，电源管理芯片输出5V电压，通过升压电路提供12V，提供硬盘工作所需电压。电源检测模块检测到正常供电信号，并反馈给主机，硬盘正常与主机进行数据交互。上电瞬间硬盘会从RAM中读取上次断电时的缓存的数据。
[0036]主电源断开：主电源断电，电源检测部分会检测到电压低于阈值，向安卓主机发送断电信号，主机立马停止数据交换，将硬盘正在读取的数据缓存到RAM中，此过程中有电容放电通过电源芯片升压输出12v电源供硬盘做紧急处理。
[0037]电源断电检测电路采用单限比较电路，NJM205本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，其特征在于，包括电源断电检测电路、电源超级电容管理芯片、12V降压供电电路以及RAM模块电路；电源超级电容管理芯片分别与超级电容连接用于充放电，电源超级电容管理芯片分在供电状态下与提供12V电压至主电源，在断电状态下切断与主电源之间的连接；电源超级电容管理芯片输出12V至12V降压供电电路内，电源超级电容用于提供12V电压至硬盘，12V降压供电电路通过降低至5V电压为硬盘供电；硬盘存储数据至RAM模块，硬盘与主机之间数据交互，电源断电检测电路用于检测主电源的供电状态，并将监测数据反馈至主机。2.如权利要求1所述的基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，其特征在于，电源断电检测电路采用单限比较电路，NJM2058运放芯片U1正极输入端串联电阻R13接在引脚Vi上，NJM2058运放芯片U1负极输入端串联电阻R14接在引脚Vref上，NJM2058运放芯片U1的输出端接Vout输出端以及稳压二极管D1。3.如权利要求1所述的基于超级电容备用电源的硬盘掉电保护电路，其特征在于，超级电容容值为10F，硬盘的工作电压为12V和5V供电，已知硬盘的工作电压为12V和5V；额定工作电流均为0.7A，硬盘的功率为：P＝UI＝(12+5)*0.7＝11.9W电容的容值C取10F，电容额定电压U为3.3V由电容储能的计算公式：E＝1/2CU2＝54.45J理想情况下电容储存的能量完全用于硬盘的功耗，由功率公式：E＝PT可以计算出电容的放电时间T＝E/P＝4.6S，由于SATA3.0协议可知sata的数据传输速度达6Gb/s，在T时间内，可达27G的数据处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：广州优谷信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：