本發(fā)明涉及供電電路，更具體地，本發(fā)明涉及用于固態(tài)存儲設(shè)備的供電電路以及供電方法。

背景技術(shù)：

計算機外圍設(shè)備通過各種接口連接到計算機。大多數(shù)情況下計算機接口不僅在計算機和外圍設(shè)備之間提供數(shù)據(jù)通道，還將計算機的電力提供給外圍設(shè)備。因而，在計算機斷電的情況下，連接到該計算機的外圍設(shè)備也將失去電力供應(yīng)。

中國專利文獻CN101710252B中公開了避免意外斷電時存儲設(shè)備的緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)丟失的方案。其中，在存儲設(shè)備中提供備用電源，當發(fā)生意外斷電時，由備用電源向存儲設(shè)備提供臨時的電能，用于將緩沖存儲器(Cache)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到閃存中。在美國專利文獻US8031551B2公開了用電容作為存儲設(shè)備的備用電源的方案，并在運行時檢測電容的性能，在檢測到電容容量過低時，對電容進行充電。中國專利文獻CN102831920B中公開了在計算機斷電后，利用計算機中的電容性組件存儲的電力來為存儲設(shè)備供電的方案。

參看圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，包括主機100以及同主機100相耦合的存儲設(shè)備110。主機100包括電源102，用于向主機中的各個電子部件及連接到主機100的存儲設(shè)備110提供電力。在主機100的電源、主板等電子部件中，還包括諸如電容104的儲能元件。在主機100的儲能元件可以有一個或多個，這里為了清楚地目的，而展示為電容104。電容104耦合在電源102的輸出端和地之間。

存儲設(shè)備110的供電電路從主機中接收電力，并供給負載180。在存儲設(shè)備110中，負載180可以是閃存存儲器和/或存儲器控制電路。存儲設(shè)備110的供電電路包括電容112、二極管114、N溝道MOSFET(金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管)116以及控制電路118。二極管114的陽極耦合到電源102的輸出端，二極管114的陰極耦合到電容112的一端，并通過電壓轉(zhuǎn)換器130耦合到負載180。電容112的另一端耦合到地。電容112作為存儲設(shè)備110的備用電源，用于通過電壓轉(zhuǎn)換器130向存儲設(shè)備110的負載180提供應(yīng)急電力。二極管114、電容112以及電壓轉(zhuǎn)換器130形成了向負載180供電的供電通路123。

N溝道MOSFET 116的源極耦合到電源102的輸出端，N溝道MOSFET 116的漏極耦合到負載180，用于向負載180提供電力。控制電路118耦合到N溝道MOSFET 116的柵極，用于控制N溝道MOSFET 116的閉合或斷開。N溝道MOSFET 116作為一開關(guān)而工作，并形成了向負載180供電的供電通路121。例如，N溝道MOSFET 116的源極作為開關(guān)的輸入端，而N溝道MOSFET 116的漏極作為開關(guān)的輸出端，而N溝道MOSFET 116的柵極作為控制端用于控制開關(guān)的閉合與斷開?？刂齐娐?18基于電源102的輸出電壓，而對N溝道MOSFET 116的閉合或斷開進行控制。在電源102正常工作時，其輸出電壓大于或等于預(yù)定電壓。控制電路118檢測電源102的輸出電壓，在所檢測的輸出電壓大于或等于預(yù)定電壓時，控制電路118向N溝道MOSFET 116輸出控制信號，以使N溝道MOSFET 116閉合。在此情況下，來自主機100的電源102的電力通過N溝道MOSFET 116被施加給負載180。

在掉電時，由于電容104的存在，電源102輸出的電壓逐漸下降。當電源102的輸出電壓下降到預(yù)定電壓之下時，其意味著主機100掉電，電源102將無法繼續(xù)有效地為存儲設(shè)備110提供電力?？刂齐娐?18基于對電源102的輸出電壓小于預(yù)定電壓的檢測，向N溝道MOSFET 116輸出控制信號，以斷開N溝道MOSFET 116。雖然此時電源102的輸出電壓小于預(yù)定電壓，但其能夠使得二極管114導通，從而存儲在電容104中的電力可經(jīng)由電壓轉(zhuǎn)換器130通過供電通路123被提供給負載180。而此時，電容112也向負載180提供電力。電壓轉(zhuǎn)換器130可用于穩(wěn)定供電通路123上的電壓。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，在備用電源向負載供電的過程中，備用電源的輸出電壓會發(fā)生躍升，并可能導致本應(yīng)關(guān)閉的負載重新啟動。

參看圖2，其示出了圖1中的輸出信號電壓隨時間變化的波形圖。圖2中，縱軸表示電壓，而橫軸表示時間。圖2中的信號V(CAP)210指示圖1中的電容112的輸出電壓，取自電容112與二極管114相連接的一端。圖2中的信號V(Out)220指示圖1中電壓轉(zhuǎn)換器130的輸出電壓，取自電壓轉(zhuǎn)換器130的輸出端，該輸出端耦合到負載180。

繼續(xù)參看圖2，由于主機100掉電，在t1時刻，電容112開始放電。在電容112的放電電壓V(CAP)下降到閾值之前，電壓轉(zhuǎn)換器130的輸出電壓V(Out)基本保持穩(wěn)定，從而有效地為負載180供電。在t2時刻，電容112的放電電壓V(CAP) 下降到閾值之下，隨即電壓轉(zhuǎn)換器130的輸出電壓V(Out)變?yōu)?，負載180由于失去電力供給而停止工作。

但是在t3時刻，電容112的放電電壓V(CAP)出現(xiàn)小幅躍升，當電容的放電電壓V(CAP)再次躍升到閾值之上時，電壓轉(zhuǎn)換器130被再次開啟，并在t4時刻向負載180輸出正常的工作電壓。由于電容112中存儲的能量有限，t4時刻起電壓轉(zhuǎn)換器130只能在短時間內(nèi)維持正常電壓輸出。而電壓轉(zhuǎn)換器130短時間的正常電壓輸出對于負載180是不利的。負載180中的電子器件可能在電壓轉(zhuǎn)換器130的t4時刻開始的短時間正常電壓輸出期間開始上電初始化過程，而隨即電壓轉(zhuǎn)換器的再次關(guān)閉，會讓負載180經(jīng)歷意外掉電。從圖2中還看到，在t4時刻之后，電壓轉(zhuǎn)換器180經(jīng)歷了多次短時間輸出。這對負載180是不利的。

在t3時刻，電容112的放電電壓V(CAP)的小幅躍升可能源于電容112的放電電流的下降。在t2時刻，當電壓轉(zhuǎn)換器130的輸出變?yōu)?時，電壓轉(zhuǎn)換器130停止向負載180供電，相應(yīng)地，電容112提供給負載180的電流會迅速減小。在此情況下電容112的內(nèi)阻上分擔的電壓也迅速減小，從而使電容112的輸出電壓小幅躍升。當使用超級電容作為電容112時，這種現(xiàn)象尤其明顯。而采用其他類型的備用電源時，由于內(nèi)阻的普遍存在，也會存在隨輸出電流迅速降低而輸出電壓躍升的現(xiàn)象。

通過本發(fā)明的實施例，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了第一供電電路，用于向負載提供電力，所述第一供電電路耦合到第一電源，所述第一供電電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述控制電路還用于確定所述備用電源的狀態(tài)；當所述備用電源的輸出電壓從正常狀態(tài)改變到非正常狀態(tài)時，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第二供電電路，其中所述控制電路用于確定所述第一電源的狀態(tài)；當所述控制電路確定所述第一電源處于正常狀態(tài)時，開啟所述第一電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第二供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第三供電電路，其中當所述控制電路確定所述第一電源掉電時，開啟所述備用電源向所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第四供電電路。其中當所述控制電路確定所述第一電源處于掉電狀態(tài)，且所述所述備用電源的輸出電 壓從正常狀態(tài)改變到非正常狀態(tài)，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第五供電電路。其中當所述控制電路確定所述第一電源處于掉電狀態(tài)，且所述所述備用電源的輸出電壓從非正常狀態(tài)改變到正常狀態(tài)，所述控制電路使所述備用電源到所述負載的耦合方式保持不變。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第六供電電路。其中當所述控制電路確定所述第一電源處于掉電狀態(tài)時，所述控制電路切斷所述第一電源到所述負載的電力輸送，并開啟所述備用電源向所述負載的電路輸送；在所述第一電源處于掉電狀態(tài)后的預(yù)定時間內(nèi)，所述控制電路確定所述所述備用電源的輸出電壓從正常狀態(tài)改變到非正常狀態(tài)時，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電路輸送；以及在所述第一電源處于掉電狀態(tài)后的預(yù)定時間內(nèi)，當控制電路確定所述所述備用電源的輸出電壓從非正常狀態(tài)改變到正常狀態(tài)時，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電路輸送。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第六供電電路，其中其中所述備用電源的輸出電壓的正常范圍是所述備用電源的輸出電壓能使所述負載穩(wěn)定工作的電壓范圍，所述備用電源的輸出電壓的不正常范圍是所述備用電源的輸出電壓不能使所述負載穩(wěn)定工作的電壓范圍。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第七供電電路，其中所述控制電路包括第一電壓檢測電路，所述第一電壓檢測電路耦合到所述備用電源的輸出，并用于檢測所述備用電源的輸出電壓，當所述備用電源的輸出電壓處于正常范圍時，輸出第一狀態(tài)的第一指示信號；當所述備用電源的輸出電壓處于不正常范圍時，輸出第二狀態(tài)的第一指示信號；所述控制電路基于所述第一指示信號從第一狀態(tài)變?yōu)榈诙顟B(tài)，切斷所述備用電源到所述負載的電路輸送。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第八供電電路，提供了本發(fā)明第一方面的第九供電電路，其中所述控制電路基于所述第一指示信號從第二狀態(tài)變?yōu)榈谝粻顟B(tài)，所屬控制電路不改變所述備用電源到所述負載的耦合方式。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的上述供電電路，其中所述第一電源是主機電源。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了本發(fā)明第二方面的第一供電電路，用于向負載提供電力，所述第二方面的第一供電電路耦合到第一電源，所述第二方面的第一供電 電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述控制電路還用于確定所述備用電源的狀態(tài)；當所述備用電源的輸出電壓低于閾值時，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了本發(fā)明第二方面的第二供電電路，用于向負載提供電力，所述第二方面的第二供電電路耦合到第一電源，所述第二方面的第二供電電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述控制電路包括電壓檢測電路，所述電壓檢測電路耦合到所述備用電源的輸出，并用于檢測所述備用電源的輸出電壓，當所述備用電源的輸出電壓低于閾值時，啟動定時器；以及所述控制電路基于所述定時器到時，切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了本發(fā)明第二方面的第三供電電路，用于向負載提供電力，所述第二方面的第三供電電路耦合到第一電源，所述第二方面的第三供電電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；其中所述控制電路包括電壓檢測電路，所述電壓檢測電路耦合到所述備用電源的輸出，并用于檢測所述備用電源的輸出電壓，當所述備用電源的輸出電壓低于閾值時，啟動定時器；以及所述控制電路基于所述定時器啟動且未到時，切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第二方面的第四供電電路，其中當所述第一電源的輸出電壓大于第二閾值時，所述控制電路使所述第一電源的電力輸送給所述負載。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第二方面的第五供電電路，其中當所述第一電源的輸出電壓小于或不大于第二閾值時，所述控制電路使所述備用電源放電。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的上述供電電路，其中所述第一電源是主機電源。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了本發(fā)明第三方面的第一供電電路，用于向負載提供電力，所述本發(fā)明第三方面的第一供電電路耦合到第一電源，所述本發(fā)明第三方面的第一供電電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述控制電路包括第一電壓檢測電路，所述第一電壓檢測電路耦合到所述備用電源的第一端，當所述備用電源的第一端的電壓低于第一閾值時，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送，所述控制電路還包 括第二電壓檢測電路，所述第二電壓檢測電路用于檢測所述第一電源的輸出電壓，當所述第一電源的輸出電壓低于第二閾值時，啟動定時器；響應(yīng)于所述定時器的計時在第一時刻與第二時刻之間，所述控制器切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的第一供電電路，提供了本發(fā)明第三方面的第二供電電路，還包括二極管，所述二極管的陽極耦合到所述第一電源，所述二極管的陰極耦合到所述備用電源的第一端；響應(yīng)于所述定時器的計時在第二時刻之后，以及所述第一電壓檢測電路檢測到的電壓不低于或大于第一閾值，所述控制器使所述備用電源的第一端同所述負載導通。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第三方面的第三供電電路，其中響應(yīng)于所述定時器的計時在第一時刻之前，以及所述第一電壓檢測電路檢測到的電壓低于第一閾值，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第三方面的第四供電電路，其中響應(yīng)于所述定時器的計時在第一時刻之前，以及所述第一電壓檢測電路檢測到的電壓不低于或高于第一閾值，所述控制電路使所述備用電源向所述負載放電。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第三方面的第五供電電路，其中所述備用電源是超級電容。

根據(jù)本發(fā)明第三方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第三方面的第六供電電路，其中所述備用電源的第一端通過開關(guān)耦合到所述負載，所述控制電路控制所述開關(guān)的斷開或閉合。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了本發(fā)明第四方面的第一供電電路，用于向負載提供電力，所述本發(fā)明第四方面的第一供電電路耦合到第一電源，所述本發(fā)明第四方面的第一供電電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述控制電路包括電壓轉(zhuǎn)換電路、邏輯運算電路、第一電壓檢測電路；所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述備用電源和/或所述第一電源輸出的電能提供給所述負載；所述第一電壓檢測電路用于檢測所述第一電源的輸出電壓，并基于檢測結(jié)果將第一指示信號提供給所述邏輯運算電路；所述電壓轉(zhuǎn)換電路還用于檢測所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓，并基于檢測結(jié)果將第二指示信號提供給所述邏輯運算電路；所述邏輯運算電路對所述第一指示信號與第二指示信號進行邏輯運算，將指示運算結(jié)果的信號提供給所述電壓轉(zhuǎn)換電路的使能端。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的第一供電電路提供了本發(fā)明第四方面的第二供電電路， 其中當所述第一電源處于正常狀態(tài)時，所述第一電源的輸出電壓處于正常范圍，所述第一電壓檢測電路輸出第一狀態(tài)的第一指示信號；當所述第一電源處于異常狀態(tài)時，所述第一電源的輸出電壓處于不正常范圍時，所述第一電壓檢測電路輸出第二狀態(tài)的第一指示信號；當所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓處于正常范圍時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出第一狀態(tài)的第二指示信號；當所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓處于不正常范圍時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出第二狀態(tài)的第二指示信號；響應(yīng)于所述第二狀態(tài)的第一指示信號與第一狀態(tài)的第二指示信號，所述邏輯運算電路向所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出使能信號，使所述電壓轉(zhuǎn)換電路將所述備用電源輸出的電能提供給所述負載。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的第二供電電路提供了本發(fā)明第四方面的第三供電電路，其中響應(yīng)于所述第一狀態(tài)的第一指示信號，所述邏輯運算電路向所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出使能信號，使所述電壓轉(zhuǎn)換電路將所述第一電源輸出的電能提供給所述負載。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的第二供電電路或第三供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第四供電電路，其中響應(yīng)于所述第二狀態(tài)的第一指示信號與第二狀態(tài)的第二指示信號，所述邏輯運算電路向所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出禁能信號，使所述電壓轉(zhuǎn)換電路斷開所述備用電源到所述負載的電力傳輸。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的第二供電電路、第三供電電路或第四供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第五供電電路，其中所述第一狀態(tài)的第一指示信號是狀態(tài)為邏輯“1”的信號；所述第二狀態(tài)的第一指示信號是狀態(tài)為邏輯“0”的信號；所述第一狀態(tài)的第二指示信號是狀態(tài)為邏輯“1”的信號；所述第二狀態(tài)的第二指示信號是狀態(tài)為邏輯“0”的信號；以及所述邏輯運算電路，對所述第一指示信號與第二指示信號進行邏輯“或”運算。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的第一供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第六供電電路，其中當所述第一電源的輸出電壓大于第一閾值時，所述第一電壓檢測電路輸出狀態(tài)為邏輯“1”的第一指示信號；當所述第一電源的輸出電壓不大于或小于第一閾值時，所述第一電壓檢測電路輸出狀態(tài)為邏輯“0”的第一指示信號；當所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓大于第二閾值時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出狀態(tài)為邏輯“1”的第二指示信號；當所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓不大于或小于第二閾值時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路輸出狀態(tài)為邏輯“0”的第二指示信號；以及所述邏輯運算電路，對所述第一指示信號與第二指示信號進行邏輯“或”運算。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的第六供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第七供電電路， 其中響應(yīng)于所述邏輯運算電路輸出狀態(tài)為邏輯“1”的信號，所述電壓轉(zhuǎn)換電路將所述備用電源或所述第一電源輸出的電能提供給所述負載；響應(yīng)于所述邏輯運算電路輸出狀態(tài)為邏輯“0”的信號，所述電壓轉(zhuǎn)換電路斷開所述備用電源到所述負載的電力傳輸。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第八供電電路，還包括穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器的輸入耦合到所述第一電源，所述穩(wěn)壓器的輸出耦合到所述第一電壓檢測電路與所述邏輯運算電路，用于為所述第一電壓檢測電路與所述邏輯運算電路供電。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第九供電電路，還包括第一開關(guān)與第二開關(guān)，所述第一開關(guān)的輸入端耦合到所述第一電源，所述第一開關(guān)的輸出端耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端；當所述第一電源處于正常狀態(tài)時，所述第一開關(guān)閉合；當所述第一電源處于異常狀態(tài)時，所述第一開關(guān)斷開并輸出第三指示信號；所述第二開關(guān)的輸入端耦合到所述備用電源的輸出端，所述第二開關(guān)的輸出耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換電路，所述第二開關(guān)的控制端耦合到所述第一開關(guān)提供的第三指示信號；響應(yīng)于第三指示信號有效，所述第二開關(guān)閉合。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第四方面的第十供電電路，其中所述第一開關(guān)是電子熔絲，所述第二開關(guān)是P溝道金屬氧化物半導體場效應(yīng)管。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了本發(fā)明第五方面的第一供電電路，用于向負載提供電力，所述本發(fā)明第五方面的第一供電電路耦合到第一電源，所述本發(fā)明第五方面的第一供電電路包括備用電源、微控制器、電壓轉(zhuǎn)換電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述微控制器包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及多個通用IO接口；所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述備用電源和/或所述第一電源輸出的電能提供給所述負載；基于電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓是否處于正常范圍時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路向所述微控制器的第一通用IO接口施加第一指示信號；所述微控制器的第二通用IO接口耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的使能端；所述微控制器通過所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測所述第一電源的輸出電壓；基于所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出以及所述第一通用IO接口收到的第一指示信號，所述微控制器通過所述第二通用IO接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路的使能端施加信號。

根據(jù)本發(fā)明第五方面的第一供電電路，提供了本發(fā)明第五方面的第二供電電路，其中當所述微控制器通過所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器確定所述第一電源工作正常時，所述微 控制器通過所述第二通用IO接口使能所述電壓轉(zhuǎn)換電路，使所述第一電源的電力通過所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供給所述負載。

根據(jù)本發(fā)明第五方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第五方面的第三供電電路，其中當所述微控制器通過所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器確定所述第一電源工作不正常時，所述微控制器響應(yīng)于通過第一通用IO接口接收到指示所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓處于正常范圍的第一指示信號，所述微控制器通過第二通用IO接口使能所述電壓轉(zhuǎn)換電路，使得所述備用電源的電力通過所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供給所述負載。

根據(jù)本發(fā)明第五方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第五方面的第四供電電路，其中當所述微控制器通過所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器確定所述第一電源工作不正常時，所述微控制器響應(yīng)于通過第一通用IO接口接收到指示所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓處于不正常范圍的第一指示信號，所述微控制器通過第二通用IO接口禁能所述電壓轉(zhuǎn)換電路，切斷所述備用電源到所述負載的電力傳輸。

根據(jù)本發(fā)明第五方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第五方面的第五供電電路，還包括穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器的輸入耦合到所述第一電源，所述穩(wěn)壓器的輸出耦合到所述微控制器，用于為所述微控制器供電。

根據(jù)本發(fā)明第五方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第五方面的第六供電電路，還包括第一開關(guān)與第二開關(guān)，所述第一開關(guān)的輸入端耦合到所述第一電源，所述第一開關(guān)的輸出端耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端；當所述第一電源處于正常狀態(tài)時，所述第一開關(guān)閉合；當所述第一電源處于異常狀態(tài)時，所述第一開關(guān)斷開并輸出第三指示信號；所述第二開關(guān)(PMOSFET)的輸入端耦合到所述備用電源的輸出端，所述第二開關(guān)(PMOSFET)的輸出耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換電路，所述第二開關(guān)的控制端耦合到所述第一開關(guān)提供的第三指示信號；響應(yīng)于第三指示信號有效，所述第二開關(guān)閉合。

根據(jù)本發(fā)明第五方面的上述供電電路，提供了本發(fā)明第五方面的第七供電電路，其中所述第一開關(guān)是電子熔絲。

根據(jù)本發(fā)明的上述供電電路，還包括二極管，所述二極管耦合在所述第一電源與所述備用電源之間。

根據(jù)本發(fā)明的上述供電電路，還包括二極管，所述二極管的陽極耦合到所述第一開關(guān)的輸出，所述二極管的陰極耦合到所述備用電源。

根據(jù)本發(fā)明的上述供電電路，其中所述備用電源是超級電容、蓄電池、電容組、 鋰電池、和或電池。

根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了本發(fā)明第六方面的第一供電方法，用于向負載提供電力，包括：確定備用電源的狀態(tài)；當所述備用電源的輸出電壓低于閾值時，切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第六方面的第一供電方法，提供了本發(fā)明第六方面的第二供電方法，還包括：確定主機電源的狀態(tài)；當所述主機電源正常時，使所述主機電源向所述負載供電。

根據(jù)本發(fā)明第六方面的上述供電方法，提供了本發(fā)明第六方面的第三供電方法，還包括：當所述主機電源工作異常時，使所述備用電源向所述負載供電。

根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了本發(fā)明第六方面的第四供電方法，用于向負載提供電力，包括：使備用電源通過電壓轉(zhuǎn)換器向負載供電；確定電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是否處于正常狀態(tài)；當所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓處于非正常狀態(tài)時，禁能所述電壓轉(zhuǎn)換器，從而切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

根據(jù)本發(fā)明第六方面的第四供電方法，提供了本發(fā)明第六方面的第五供電方法，還包括：確定主機電源的狀態(tài)；當所述主機電源正常時，使所述主機電源通過所述電壓轉(zhuǎn)換器向所述負載供電。

根據(jù)本發(fā)明第六方面的第四供電方法或第四供電方法，提供了本發(fā)明第六方面的第六供電方法，還包括：確定主機電源的狀態(tài)，當所述主機電源異常時，使所述備用電源向所述電壓轉(zhuǎn)換器提供電力，以及若所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓處于正常狀態(tài)，使能所述電壓轉(zhuǎn)換器，從而使所述備用電源向所述負載提供電力。

根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了本發(fā)明第七方面的第一電源管理電路，用于控制向負載的供電，所述本發(fā)明第八方面的第一電源管理電路耦合到第一電源、電壓轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述第一電源和/或第二電源的電力提供給負載；所述電源管理電路包括第一ADC、第二ADC與控制電路，所述第一ADC用于檢測第一電源的輸出電壓，所述第二ADC用于檢測電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓；所述第一ADC與第二ADC的輸出耦合到所述控制電路；響應(yīng)于所述第一ADC檢測到所述第一電源處于正常狀態(tài)，所述控制電路向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述第一ADC檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，以及所述第二ADC檢測到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出處于正常狀態(tài)，所述控制電路向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述第一ADC檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，以及所述第二ADC 檢測到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出異常狀態(tài)，所述控制電路向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供禁能信號。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第一電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第二電源管理電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路被禁能時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出處于異常狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供了本發(fā)明第七方面的第三電源管理電路，用于控制向負載提供的電力，所述本發(fā)明第七方面的第三電源管理電路耦合到第一電源以及電壓轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于將第一電源和/或第二電源的電力提供給負載；所述電源管理電路包括ADC、第一通用IO接口、第二通用IO接口與控制電路，所述ADC用于檢測第一電源的輸出電壓，所述第一通用IO接口用于接收所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出狀態(tài)指示信號，所述第二通用IO接口用于向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能端控制信號；所述ADC、所述第一通用IO接口與所述第二通用IO接口均耦合到所述控制電路；響應(yīng)于所述第一ADC檢測到所述第一電源處于正常狀態(tài)，所述控制電路通過所述第二通用IO接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述第一ADC檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，以及所述第一通用IO接口接收到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出正常指示信號，所述控制電路通過所述第二通用IO接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述第一ADC檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，以及所述第一通用IO接口接收到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出異常指示信號，所述控制電路通過所述第二通用IO接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供禁能信號。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第三電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第四電源管理電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路被禁能時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出處于異常狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供了本發(fā)明第七方面的第五電源管理電路，用于控制向負載提供的電力，所述本發(fā)明第七方面的第五電源管理電路耦合到第一電源以及電壓轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于將第一電源和/或第二電源的電力提供給負載；所述電源管理電路包括電壓檢測電路、數(shù)字輸入接口、數(shù)字輸出接口與控制電路，所述電壓檢測電路用于檢測第一電源的輸出電壓，所述數(shù)字輸入接口用于接收所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出狀態(tài)指示信號，所述數(shù)字輸出接口用于向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能端控制信號；所述電壓檢測電路、所述數(shù)字輸入接口與所述數(shù)字輸出接口均耦合到所述控制電路；響應(yīng)于所述電壓檢測電路檢測到所述第一電源處于正常狀態(tài)，所述控制電路通過所述數(shù)字輸出接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述電壓檢測電路檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，以及所述數(shù)字輸入接口接收到所述電壓轉(zhuǎn) 換電路的輸出正常指示信號，所述控制電路通過所述數(shù)字輸出接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述電壓檢測電路檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，以及所述數(shù)字輸入接口接收到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出異常指示信號，所述控制電路通過所述數(shù)字輸出接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供禁能信號。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第五電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第六電源管理電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路被禁能時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出處于異常狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第五電源管理電路或第六電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第七電源管理電路，其中所述控制電路是“或”門，所述電壓檢測電路的輸出端與所述數(shù)字輸入接口耦合到所述“或”門的輸入端，所述“或”門的輸出端耦合到所述數(shù)字輸出接口。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第五電源管理電路、第六電源管理電路或第七電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第八電源管理電路，還包括第二數(shù)字輸出接口，所述電源管理電路還耦合到開關(guān)(PMOSFET)，響應(yīng)于所述電壓檢測電路檢測到所述第一電源處于異常狀態(tài)，通過所述第二數(shù)字輸出接口向所述開關(guān)提供閉合信號。

根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供了本發(fā)明第七方面的第九電源管理電路，用于控制向負載提供的電力，所述本發(fā)明第七方面的第九電源管理電路耦合到電壓檢測電路以及電壓轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于將第一電源和/或第二電源的電力提供給負載，所述電壓檢測電路用于檢測所述第一電源的電壓；所述電源管理電路包括第一數(shù)字輸入接口、第二數(shù)字輸入接口、數(shù)字輸出接口與控制電路，所述第一數(shù)字輸入接口用于接收所述電壓檢測電路輸出的第一電源狀態(tài)指示信號，所述第二數(shù)字輸入接口用于接收所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出狀態(tài)指示信號，所述數(shù)字輸出接口用于向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能端控制信號；所述第一數(shù)字輸入接口、所述第二數(shù)字輸入接口與所述數(shù)字輸出接口均耦合到所述控制電路；響應(yīng)于所述第一數(shù)字輸入接口接收到第一電源狀態(tài)正常指示信號，所述控制電路通過所述數(shù)字輸出接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述第一數(shù)字輸入接口接收到第一電源狀態(tài)異常指示信號，以及所述第二數(shù)字輸入接口接收到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出正常指示信號，所述控制電路通過所述數(shù)字輸出接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供使能信號；響應(yīng)于所述第一數(shù)字輸入接口接收到第一電源狀態(tài)異常指示信號，以及所述第二數(shù)字輸入接口接收到所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出異常指示信號，所述控制電路通過所述數(shù)字輸出接口向所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供禁能信號。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第九電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第十電源管理電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路被禁能時，所述電壓轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生輸出異常指示信號。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第九電源管理電路或第十電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第十一電源管理電路，其中所述控制電路是“或”門，所述第一數(shù)字輸入接口與所述第二數(shù)字輸入接口耦合到所述“或”門的輸入端，所述“或”門的輸出端耦合到所述數(shù)字輸出接口。

根據(jù)本發(fā)明第七方面的第九電源管理電路、第十電源管理電路或第十一電源管理電路，提供了本發(fā)明第七方面的第十二電源管理電路，還包括第二數(shù)字輸出接口，所述電源管理電路還耦合到開關(guān)(PMOSFET)，響應(yīng)于所述第一數(shù)字輸入接口接收到第一電源狀態(tài)異常指示信號，通過所述第二數(shù)字輸出接口向所述開關(guān)提供閉合信號。

根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了本發(fā)明第七方面的第一供電電路，所述本發(fā)明第八方面的第一供電電路耦合到第一電源(主機電源)，用于向負載提供電力，本發(fā)明第八方面的第一供電電路包括備用電源、控制電路；所述備用電源的第一端耦合到所述負載，所述備用電源的第二端耦合到地；所述控制電路還用于確定所述備用電源的狀態(tài)；當所述備用電源的輸出電壓低于閾值時，所述控制電路切斷所述備用電源到所述負載的電力輸送。

附圖說明

當連同附圖閱讀時，通過參考后面對示出性的實施例的詳細描述，將最佳地理解本發(fā)明以及優(yōu)選的使用模式和其進一步的目的和優(yōu)點，其中附圖包括：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的供電電路的原理框圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的備用電源放電過程的電壓波形圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的供電電路的原理框圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的供電電路的原理框圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的供電電路的原理框圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的依然又一個實施例的供電電路的原理框圖；以及

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的供電電路的閾值電壓的電壓波形圖。

具體實施方式

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的供電電路的原理圖。圖3中的供電電路可用于外圍設(shè)備，外圍設(shè)備可以是同主機相耦合的外圍設(shè)備。例如，外圍設(shè)備可以是存儲設(shè)備。主機同存儲設(shè)備之間可通過多種方式相耦合，耦合方式包括但不限于通過例如SATA、IDE、USB、PCIE、SCSI、以太網(wǎng)、光纖通道、無線通信網(wǎng)絡(luò)等連接主機與存儲設(shè)備。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設(shè)備相通信的信息處理設(shè)備，例如，個人計算機、平板電腦、服務(wù)器、便攜式計算機、網(wǎng)絡(luò)交換機、路由器、蜂窩電話、個人數(shù)字助理等。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，其他類型的外圍設(shè)備，諸如網(wǎng)絡(luò)適配器、圖形適配器等也可采用本發(fā)明所提供的供電電路。

圖3的實施例的供電電路接收來自主機電源的電力，并提供給負載。在存儲設(shè)備中，負載可以是閃存存儲器、動態(tài)隨機存儲器、存儲器控制器和/或其他電子元器件。供電電路包括電容310、二極管320、開關(guān)340、電壓檢測電路350。在進一步的實施例中，供電電路還包括定時器360。

在圖3的實施例中，電容310作為備用電源，當主機電源掉電時，由電容310向負載提供電力。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，采用電容值較大的電容作為備用電源。可通過并聯(lián)多個電容的方式來存儲更多的電量。在另一個例子中，電容310是一個或多個超級電容。還可以采用其他形態(tài)的電池來代替電容310，例如，可充電電池、鋰電池等。

在圖3的實施例中，主機電源耦合到二極管320的陽極，二極管320的陰極耦合到電容310的一端，電容310的另一端耦合到地。電容310作為備用電源，用于向負載提供應(yīng)急電力。二極管320與電容310相耦合的一端還耦合到開關(guān)340的輸入，開關(guān)340的輸出耦合到負載，用于向負載提供電力。在可選的實施例中，主機電源還直接耦合到負載，用于向負載提供電力。圖3的實施例中，供電電路還包括電壓檢測電路350，用來檢測電容310提供給開關(guān)340的電壓。當電壓檢測電路350確定電容310的輸出電壓不大于或小于第一閾值Vt1時，電壓檢測電路控制開關(guān)340斷開，從而切斷電容310到負載的供電通路。當電壓檢測電路350已控制開關(guān)340斷開，又確定電容310提供給開關(guān)340的輸出電壓大于第二閾值Vt2時，電壓檢測電路350產(chǎn)生使能信號，控制開關(guān)340閉合，從而電容310可通過開關(guān)340向負載提供電能。而當電壓檢測電路350已控制開關(guān)340斷開，而電容310的輸出電壓發(fā)生躍升，超過了第一閾值Vt1但沒有達到第二閾值Vt2時，電壓檢測電路350依然控制開關(guān)340處于斷 開狀態(tài)。

參看圖7，其中示出了電壓第一閾值Vt1、第二閾值Vt2的設(shè)置。其中第二閾值Vt2大于第一閾值Vt1。設(shè)置電壓閾值Vt1，使得即使電容310到負載的供電通路被切斷后，即使電容310的輸出電壓發(fā)生躍升，躍升后的電壓也無法達到或超過電壓閾值Vt2。

在一個例子中，開關(guān)340是穩(wěn)壓器或直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器。電壓檢測電路350可通過撤銷提供給開關(guān)340的使能信號的方式來斷開開關(guān)340。在又一個例子中，開關(guān)340是場效應(yīng)晶體管，電壓檢測電路350耦合到開關(guān)340的場效應(yīng)晶體管的柵極以控制開關(guān)340的閉合或斷開。在一個例子中，電壓檢測電路350所使用的閾值基于電容310的放電特性而確定。而在另一個例子中，電壓檢測電路350的閾值可在使用過程中設(shè)置或調(diào)整。

在根據(jù)圖3的又一個實施例中，供電電路還包括定時器360。定時器360同電壓檢測電路350相耦合。當電壓檢測電路350確定電容310的輸出小于或不大于第一電壓閾值時，啟動定時器360。在預(yù)定時間后，定時器360向電壓檢測電路350提供到時信號，響應(yīng)于到時信號，電壓檢測電路350控制開關(guān)340斷開，從而切斷電容310到負載的供電通路。電壓檢測電路350所使用的第一電壓閾值基于電容310的放電特性而確定。通過測量或估計電容310輸出電壓在降到第一電壓閾值后的放電特性，在電容310的輸出電壓躍升之前斷開開關(guān)340，從而避免給負載帶來不利影響。選擇電壓閾值，使得在電容310的輸出電壓從大到小穿越第一電壓閾值時，還能夠使負載穩(wěn)定工作一段時間。而該段時間可隨著供電電路的使用和/或負載的情況發(fā)生改變。通過調(diào)整定時器的到時時間，使得根據(jù)本發(fā)明的供電電路能夠適應(yīng)于電容310的輸出電壓從大到小穿越閾值電壓后還能使負載穩(wěn)定工作的時間隨著供電電路的使用和/或負載的情況所發(fā)生的變化。

在根據(jù)圖3的另一個實施例中，供電電路還包括定時器360。定時器360同電壓檢測電路350相耦合。當電壓檢測電路350確定電容310的輸出小于或不大于電壓閾值時，啟動定時器360。設(shè)置電壓閾值，使得電容310的輸出電壓小于或不低于電壓閾值時，電容310的輸出電壓無法使負載正常工作。定時器360啟動后，向電壓檢測電路350提供信號以指示計時器已啟動。在預(yù)定時間后，定時器360向電壓檢測電路350提供到時信號。在計時器啟動后而未到時的時間段內(nèi)，無論電壓檢測電路350檢測到電容310的輸出電壓是否大于閾值，電壓檢測電路350均控制開關(guān)340斷開， 從而切斷電容310到負載的供電通路。通過設(shè)置定時器的到時時間，避免開關(guān)340在斷開后的短時間內(nèi)再次被打開，從而避免電容310的輸出電壓躍升給負載帶來不利影響。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的供電電路的原理框圖。圖4的實施例的供電電路接收來自主機電源的電力，并提供給負載。在存儲設(shè)備中，負載可以是閃存存儲器、動態(tài)隨機存儲器、存儲器控制器和/或其他電子元器件。供電電路包括電容410、二極管420、第一開關(guān)440、第一電壓檢測電路450、定時器460以及第二電壓檢測電路470。在進一步的實施例中，供電電路還包括第二開關(guān)430。

在圖4的實施例中，電容410作為備用電源，當主機電源掉電時，由電容410向負載提供電力。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，采用電容值較大的電容作為備用電源。可通過并聯(lián)多個電容的方式來存儲更多的電量。在另一個例子中，電容410是一個或多個超級電容。還可以采用其他形態(tài)的電池來代替電容410，例如，可充電電池、鋰電池等。

在圖4的實施例中，主機電源耦合到二極管420的陽極，二極管420的陰極耦合到電容410的一端，電容410的另一端耦合到地。電容410作為備用電源，用于向負載提供應(yīng)急電力。二極管420與電容410相耦合的一端還耦合到第一開關(guān)440的輸入，第一開關(guān)440的輸出耦合到負載，用于向負載提供電力。在可選的實施例中，主機電源還直接耦合到負載，用于向負載提供電力。圖4的實施例中，供電電路還包括第一電壓檢測電路450，用來檢測電容410提供給第一開關(guān)440的電壓。第一電壓檢測電路450控制第一開關(guān)440的閉合或斷開。在一個例子中，第一開關(guān)440是場效應(yīng)晶體管。第一電壓檢測電路450向第一開關(guān)440的場效應(yīng)晶體管的柵極施加控制信號。在另一個例子中，第一開關(guān)440是穩(wěn)壓器或直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器。而第一電壓檢測電路450的輸出耦合到穩(wěn)壓器或直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器的使能端。

在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，供電電路還包括第二開關(guān)430。主機電源耦合到第二開關(guān)430的輸入端，而第二開關(guān)430的輸出端耦合到二極管420的陽極。第二開關(guān)430可以是例如場效應(yīng)晶體管(FET)或電子熔絲(e-Fuse)。

根據(jù)圖4的實施例的供電電路，還包括第二電壓檢測電路470，用于檢測主機電源電壓。通過檢測主機電源電壓可確定主機電源工作是否正常，或者主機電源是否處于掉電狀態(tài)。第二電壓檢測電路470的輸出耦合到定時器460。定時器460的輸出耦合到第一電壓檢測電路450。當?shù)诙妷簷z測電路470檢測到主機電源的電壓下降 到閾值之下，或者第二電壓檢測電路確定主機電源處于異常狀態(tài)，向定時器460施加指示信號。定時器460響應(yīng)于第二電壓檢測電路470的指示信號而開始計時。定時器460到時后，向第一電壓檢測電路450施加信號來指示定時器到時。

在主機電源正常工作時，第二開關(guān)430閉合，主機電源的電力可通過二極管420向電容410充電，并可通過第一開關(guān)440而提供給負載。此時第一電壓檢測電路450檢測到的電壓大于閾值，定時器也未處于計時過程中，第一電壓檢測電路450向第一開關(guān)440施加控制信號使第一開關(guān)440閉合。

在主機電源掉電后，電容410通過第一開關(guān)440向負載提供電力。隨著電容410放電，第一電壓檢測電路450檢測到的電容410的輸出電壓下降。在主機電源掉電后，第二電壓檢測電路470檢測到主機電源掉電，繼而啟動定時器460，使定時器460開始計時。在定時器460計時過程中，向第一電壓檢測電路450提供信號，以指示定時器460的計時狀態(tài)。計時器460指示至少3個時間段，分別是0-t1、t1-t2以及t2之后，其中“0”代表計時開始時刻，t1與t2分別代表兩個不同的時間點，而t2在時間上位于t1之后。

響應(yīng)于計時器指示0-t1的時間段，第一電壓檢測電路450檢測到電容410的輸出電壓下降到電壓閾值之下后，向第一開關(guān)440施加控制信號來切斷電容410到負載的供電通道。而響應(yīng)于計時器指示0-t1的時間段，第一電壓檢測電路450檢測到電容410的輸出電壓大于電壓閾值時，向第一開關(guān)440施加控制信號來使電容410向負載供電。設(shè)置電壓閾值，使得電容410的輸出電壓小于或不低于電壓閾值時，電容410的輸出電壓無法使負載正常工作。

響應(yīng)于計時器指示t1-t2的時間段，即使第一電壓檢測電路450檢測到電容410的輸出電壓大于或不小于電壓閾值，也向第一開關(guān)440施加控制信號，使第一開關(guān)440斷開，從而切斷電容410到負載的供電通道。若第一電壓檢測電路450檢測到電容410的輸出電壓小于閾值，依然斷開第一開關(guān)440。設(shè)置電壓閾值，使得電容410的輸出電壓小于或不低于電壓閾值時，電容410的輸出電壓無法使負載正常工作。

響應(yīng)于計時器指示t2之后的時間段，第一電壓檢測電路450又檢測到電容410與二極管420相耦合的一端的輸出電壓大于或不小于閾值時，第一電壓檢測電路450向第一開關(guān)440提供控制信號，使第一開關(guān)440閉合，從而通過第一開關(guān)440向負載供電。而當?shù)谝浑妷簷z測電路450又檢測到電容410與二極管420相耦合的一端的輸出電壓小于閾值時，第一電壓檢測電路450向第一開關(guān)440提供控制信號，使第一開 關(guān)440斷開。設(shè)置電壓閾值，使得電容410的輸出電壓小于或不低于電壓閾值時，電容410的輸出電壓無法使負載正常工作。

時間參數(shù)t1、t2可基于電容410的放電特性而確定。通過測量或估計電容410輸出電壓在降到閾值后的放電特性，得到電容410放電過程中發(fā)生輸出電壓躍升的時間段，從而確定時間參數(shù)t1、t2。時間參數(shù)t1、t2可隨著供電電路的使用和/或負載的情況發(fā)生改變。通過調(diào)整定時器的時間參數(shù)t1、t2，使得根據(jù)本發(fā)明的供電電路能夠適應(yīng)于電容410放電過程中發(fā)生輸出電壓躍升的時間隨著供電電路的使用和/或負載的情況所發(fā)生的變化。

以此方式，根據(jù)本發(fā)明的供電電路在主機電源掉電后的預(yù)定時間內(nèi)，斷開電容410到負載的供電通路。從而消除了電容410放電過程中的電壓躍升給負載帶來的不利影響。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的供電電路的原理框圖。圖5的實施例的供電電路接收來自主機電源的電力，并提供給負載。供電電路包括電容510、二極管520、第一開關(guān)530、第二開關(guān)535、電壓檢測電路570、電壓轉(zhuǎn)換電路580、“或”門590以及直流-直流轉(zhuǎn)換器540。

在圖5的實施例中，電容510作為備用電源，當主機電源掉電時，由電容510向負載提供電力。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，采用電容值較大的電容作為備用電源?？赏ㄟ^并聯(lián)多個電容的方式來存儲更多的電量。在另一個例子中，電容510是一個或多個超級電容。還可以采用其他形態(tài)的電池來代替電容510，例如，可充電電池、鋰電池等。

在圖5的實施例中，主機電源耦合到第一開關(guān)530的輸入端，第一開關(guān)530的輸出端耦合到二極管520的陽極，二極管520的陰極耦合到電容510的一端，電容510的另一端耦合到地。電容510作為備用電源，用于向負載提供應(yīng)急電力。第一開關(guān)530還輸出掉電指示信號(“Fault#”)，并提供給第二開關(guān)535。在主機電源掉電時，第一開關(guān)530輸出有效的掉電指示信號。通過輸出掉電指示信號來控制第二開關(guān)535的斷開或閉合。第二開關(guān)535的輸入端耦合到電容510與二極管520相耦合的一端。第二開關(guān)535的輸出端耦合到第一開關(guān)530的輸出端。

第一開關(guān)530與二極管520形成對電容510充電的通路。在主機電源有效時，第一開關(guān)530閉合，主機電源提供的電流通過第一開關(guān)530、二極管520被輸送到電容510。電容510、第二開關(guān)535形成電容510到負載的放電通路。當主機電源掉電 時，第一開關(guān)530輸出有效的掉電指示信號，使第二開關(guān)535閉合。電容510提供的電流通過第二開關(guān)535被輸送到負載。作為舉例，第一開關(guān)530可以是電子熔絲、直流-直流轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓器、ORing控制器與場效應(yīng)晶體管，第一開關(guān)530也可以是包括用于采樣主機電源電壓的ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)的控制電路，而第二開關(guān)535可以是PMOSFET(P溝道金屬氧化物場效應(yīng)晶體管)或其他類型的開關(guān)。

在到負載的供電通路上還設(shè)有直流-直流轉(zhuǎn)換器540，用于向負載提供穩(wěn)定且適當?shù)墓╇姟５谝婚_關(guān)530的輸出耦合到直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸入。直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸出耦合到負載。作為舉例，可以由電子熔絲、降壓轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓器等替代直流-直流轉(zhuǎn)換器540。當直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸入處于正常范圍時，直流-直流轉(zhuǎn)換器540向負載提供穩(wěn)定的輸出，還輸出指示輸出電源有效的邏輯值為“1”的“PowerGood”信號。當直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸出處于不正常狀態(tài)時，直流-直流轉(zhuǎn)換器540輸出的“PowerGood”信號的邏輯值為“0”，以指示輸出的不正常狀態(tài)。

根據(jù)圖5的實施例的供電電路中，電壓檢測電路570耦合到主機電源，用于檢測主機電源的電壓。當主機電源正常工作時，主機電源的輸出電壓處于正常范圍，電壓檢測電路570輸出指示邏輯值“1”的信號。當主機電源異常時(例如，掉電)，主機電源的輸出電壓處于非正常范圍，電壓檢測電路570輸出指示邏輯值“0”的信號。電壓檢測電路570的輸出與直流-直流轉(zhuǎn)換器540輸出的“PowerGood”信號分別耦合到“或”門590的兩個輸入端。“或”門590的輸出端耦合到直流-直流轉(zhuǎn)換器540的使能端?！盎颉遍T590對其兩個輸入端的信號執(zhí)行“或”運算，并輸出運算結(jié)果。

根據(jù)圖5的實施例的供電電路中，當主機電源正常時，主機電源的電力通過第一開關(guān)530與直流-直流轉(zhuǎn)換器540提供給負載，主機電源的電力還可以通過第一開關(guān)530與二極管520提供給電容510。第一開關(guān)530輸出無效的“Fault#”信號來斷開第二開關(guān)535，以阻止電容510放電。電壓檢測電路570向“或”門590輸出邏輯值為“1”的信號以指示主機電源工作正常。“或”門590輸出邏輯值為“1”的信號來使能直流-直流轉(zhuǎn)換器540，從而來自主機電源的電力通過直流-直流轉(zhuǎn)換器540提供給負載。

而當主機電源掉電時，第一開關(guān)540檢測到主機電源掉電而斷開，并輸出有效的“Fault#”信號來閉合第二開關(guān)535。從而電容510通過第二開關(guān)535輸出電力。電壓檢測電路570檢測到主機電源掉電，而輸出“或”門590輸出邏輯值為“0”的信號。由于電容510輸出的電力通過第二開關(guān)535而提供到直流-直流轉(zhuǎn)換器540，直流-直流轉(zhuǎn)換器540接收到的電力在一段時間內(nèi)可處于正常范圍，并可使直流-直流轉(zhuǎn)換器 540的輸出處于正常狀態(tài)。在這段時間內(nèi)，基于直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸出處于正常狀態(tài)，直流-直流轉(zhuǎn)換器540輸出邏輯值為“1”的“PowerGood”信號。由于接收到直流-直流轉(zhuǎn)換器540輸出的邏輯值為“1”的“PowerGood”信號，“或”門590依然向直流-直流轉(zhuǎn)換器540的使能端輸出邏輯值為“1”信號來使直流-直流轉(zhuǎn)換器540保持使能。

主機電源掉電后，隨著電容510放電，電容510輸出的電壓逐漸下降。當電容510提供給直流-直流轉(zhuǎn)換器540的電壓下降到正常范圍之外時，直流-直流轉(zhuǎn)換器540無法繼續(xù)保持正常輸出?；谥绷?直流轉(zhuǎn)換器540的輸出電壓處于正常范圍之外，直流-直流轉(zhuǎn)換器540向“或”門590輸出邏輯值為“0”的“PowerGood”信號。此時主機電源處于掉電狀態(tài)，電壓檢測電路570也向“或”門590輸出邏輯值為“0”的信號。從而“或”門590向直流-直流轉(zhuǎn)換器540的使能端輸出邏輯值為“0”的信號，使得直流-直流轉(zhuǎn)換器540停止工作，停止將來自電容510的電力提供給負載。在電容510到負載的供電通路被切斷后，電容510的輸出電流減小，繼而可能發(fā)生輸出電壓躍升。即使隨后電容510的輸出電壓發(fā)生躍升，由于直流-直流轉(zhuǎn)換器540的使能端沒有收到有效的使能信號，直流-直流轉(zhuǎn)換器540保持關(guān)閉，電容510的電力不會被輸送給負載，從而避免了電容510的輸出電壓躍升給負載帶來的不利影響。

雖然在圖5的實施例中，使用了具有特定邏輯值的信號以及“或”門590，這并非對本發(fā)明實施方式的限制，而是將使所述領(lǐng)域技術(shù)人員意識到，可采用具有其他邏輯值的信號，并對邏輯信號進行其他的邏輯運算來達到相同的效果。例如，通過電壓檢測電路570提供指示主機電源正?；虻綦姷男盘?，通過直流-直流轉(zhuǎn)換器540提供指示直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸出是否處于正常電壓范圍的信號，并通過對電壓檢測電路570提供的指示信號與直流-直流轉(zhuǎn)換器540提供的指示信號的邏輯運算來控制直流-直流轉(zhuǎn)換器540的使能。當主機電源正常時，使能直流-直流轉(zhuǎn)換器540。當主機電源掉電而作為備用電源的電容510的輸出使得直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸出處于正常電壓范圍時，使能直流-直流轉(zhuǎn)換器540。當主機電源掉電而直流-直流轉(zhuǎn)換器540的輸出處于非正常電壓范圍時，禁能直流-直流轉(zhuǎn)換器540。

在進一步的實施例中，供電電路還包括電壓轉(zhuǎn)換電路580，用于將主機電源轉(zhuǎn)換為具有適當電壓值的輸出，來為電壓檢測電路570、“或”門590等提供電力。電壓轉(zhuǎn)換電路580的輸入端耦合到主機電源。電壓轉(zhuǎn)換電路580的輸出耦合到電壓檢測電路570、“或”門590的電源輸入端。

繼續(xù)參看圖5，在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，將”或”門590作為電源管理 電路而集成在集成電路內(nèi)。在依然另一個實施例中，將電壓檢測電路570也作為電源管理電路而集成到集成電路中。集成電路中還可包括CPU核、閃存控制器和/或其他IP核(知識產(chǎn)權(quán)核，Intellectual Property Core)等。在進一步的實施例中，在集成電路中還提供數(shù)字輸入接口或數(shù)字輸出接口。提供數(shù)字輸入接口用于獲取直流-直流轉(zhuǎn)換器540輸出的“PowerGood”信號，提供數(shù)字輸出接口用于控制直流-直流轉(zhuǎn)換器640的使能端，以及利用集成電路中的CPU核或其他具有處理能力的控制電路實現(xiàn)對主機電源狀態(tài)信號和數(shù)字輸入接口采集的信號的處理，并產(chǎn)生到數(shù)字輸出接口的輸出。在依然進一步的實施例中，集成電路的電源管理電路還基于主機電源狀態(tài)信號而產(chǎn)生對第二開關(guān)535的控制信號。當電源管理電路檢測到主機電源異常時，向第二開關(guān)535提供控制信號，來控制電容510通過第二開關(guān)535放電。在依然另一個實施例中，將”或”門590、電壓檢測電路570、二極管520、第一開關(guān)530、第二開關(guān)535、以及直流-直流轉(zhuǎn)換器540作為電源管理電路而集成到集成電路中。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的依然又一個實施例的供電電路的原理框圖。圖6的實施例的供電電路接收來自主機電源的電力，并提供給負載。供電電路包括電容610、二極管620、第一開關(guān)630、第二開關(guān)635、穩(wěn)壓器680、微控制器690以及電壓轉(zhuǎn)換器640。

在圖6的實施例中，電容610作為備用電源，當主機電源掉電時，由電容610向負載提供電力。

在圖6的實施例中，主機電源耦合到第一開關(guān)630的輸入端，第一開關(guān)630的輸出端耦合到二極管620的陽極，二極管620的陰極耦合到電容610的一端，電容610的另一端耦合到地。電容610作為備用電源，用于向負載提供應(yīng)急電力。第一開關(guān)630還輸出掉電指示信號(“Fault#”)，并提供給第二開關(guān)635。在主機電源掉電時，第一開關(guān)630輸出有效的掉電指示信號。通過輸出掉電指示信號來控制第二開關(guān)635的斷開或閉合。第二開關(guān)635的輸入端耦合到電容610與二極管620相耦合的一端。第二開關(guān)635的輸出端耦合到第一開關(guān)630的輸出端。

第一開關(guān)630與二極管620形成對電容610充電的通路。在主機電源有效時，第一開關(guān)630閉合，主機電源提供的電流通過第一開關(guān)630、二極管620被輸送到電容610。電容610、第二開關(guān)635形成電容610到負載的放電通路。當主機電源掉電時，第一開關(guān)630輸出有效的掉電指示信號，使第二開關(guān)635閉合。電容610提供的電流通過第二開關(guān)635被輸送到負載。作為舉例，第一開關(guān)630可以是電子熔絲，而 第二開關(guān)635可以是PMOSFET(P溝道金屬氧化物場效應(yīng)晶體管)。

在到負載的供電通路上還設(shè)有電壓轉(zhuǎn)換器640，用于將輸入電壓調(diào)整到合適的水平并向負載提供穩(wěn)定的供電。第一開關(guān)630的輸出耦合到降壓轉(zhuǎn)換器640的輸入。電壓轉(zhuǎn)換器640的輸出耦合到負載。當電壓轉(zhuǎn)換器640的輸入處于正常范圍時，電壓轉(zhuǎn)換器640向負載提供穩(wěn)定的輸出電壓?；陔妷恨D(zhuǎn)換器640的輸出處于正常范圍，電壓轉(zhuǎn)換器640還輸出指示輸出有效的“PowerGood”信號。當電壓轉(zhuǎn)換器640的電壓轉(zhuǎn)換器640的輸出處于不正常狀態(tài)時，電壓轉(zhuǎn)換器640輸出指示輸出異常的“PowerGood”信號。

根據(jù)圖6的實施例的供電電路中，還包括微控制器(MCU,Micro Control Unit)690。微控制器690包括ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)以及多個GPIO(通用IO)接口。微控制器690通過ADC檢測主機電源的電壓，以識別主機電源工作是否正常。微控制器690的一個GPIO接口耦合到降壓轉(zhuǎn)換器640的“PowerGood”信號，微控制器690的另一個GPIO接口耦合到電壓轉(zhuǎn)換器640的使能端。

根據(jù)圖6的實施例的供電電路中，微控制器690的ADC耦合到主機電源，用于檢測主機電源的電壓。當主機電源正常時，主機電源的電力通過第一開關(guān)630與電壓轉(zhuǎn)換器640提供給負載，主機電源的電力還可以通過第一開關(guān)630與二極管620提供給電容610。第一開關(guān)630輸出無效的“Fault#”信號來斷開第二開關(guān)635，以阻止電容610放電。當主機電源正常工作時，主機電源的輸出電壓處于正常范圍，微控制器690可通過ADC而確定主機電源工作正常。響應(yīng)于主機電源工作正常，微控制器通過GPIO接口向電壓轉(zhuǎn)換器640輸出使能信號。從而來自主機電源的電力通過電壓轉(zhuǎn)換器640提供給負載。

而當主機電源掉電時，第一開關(guān)630檢測到主機電源掉電而斷開，并輸出有效的“Fault#”信號來閉合第二開關(guān)635。從而電容610通過第二開關(guān)635輸出電力。微控制器690通過ADC檢測到主機電源掉電。由于電容610輸出的電力通過第二開關(guān)635而提供到電壓轉(zhuǎn)換器640，電壓轉(zhuǎn)換器640接收到的電力在一段時間內(nèi)可處于正常范圍，并可使電壓轉(zhuǎn)換器640的輸出處于正常狀態(tài)。在這段時間內(nèi)，電壓轉(zhuǎn)換器640輸出有效的“PowerGood”信號。響應(yīng)于收到有效的“PowerGood”以及通過ADC檢測到主機電源掉電，微控制器690向電壓轉(zhuǎn)換器640的使能端提供使能信號。從而來自電容610的電力通過電壓轉(zhuǎn)換器640提供給負載。

主機電源掉電后，隨著電容610放電，電容610輸出的電壓逐漸下降。當電 容610提供給電壓轉(zhuǎn)換器640的電壓下降到正常范圍之外時，電壓轉(zhuǎn)換器640無法繼續(xù)保持正常輸出，繼而降壓轉(zhuǎn)換器640向微控制器690輸出無效的“PowerGood”信號。響應(yīng)于收到無效的“PowerGood”以及通過ADC檢測到主機電源掉電，微控制器690向電壓轉(zhuǎn)換器640的使能端提供禁能信號。從而電壓轉(zhuǎn)換器640關(guān)閉，來自電容610的電力不會被提供給負載，從而避免了電容610的輸出電壓躍升給負載帶來的不利影響。

在進一步的實施例中，供電電路還包括穩(wěn)壓器680，用于將主機電源轉(zhuǎn)換為具有適當電壓值的輸出，來為微控制器690等提供電力。穩(wěn)壓器680的輸入端耦合到主機電源。穩(wěn)壓器680的輸出耦合到微控制器690的電源輸入端。

繼續(xù)參看圖6，在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，將微控制器690作為電源管理電路而集成在集成電路內(nèi)。集成電路中還可包括CPU核、閃存控制器和/或其他IP核(知識產(chǎn)權(quán)核，Intellectual Property Core)等。在可選的實施例中，使用通用IO接口替換為數(shù)字輸入接口或數(shù)字輸出接口。在依然可選的實施例中，在集成電路中提供ADC用于檢測主機電源的狀態(tài)，提供數(shù)字輸入接口用于獲取電壓轉(zhuǎn)換器640輸出的“PowerGood”信號，提供數(shù)字輸出接口用于控制電壓轉(zhuǎn)換器640的使能端，以及利用集成電路中的CPU核或其他具有處理能力的控制電路實現(xiàn)對ADC輸出和數(shù)字輸入接口采集的信號的處理，并產(chǎn)生到數(shù)字輸出接口的輸出。在依然進一步的實施例中，集成電路的電源管理電路還基于主機電源狀態(tài)而產(chǎn)生對第二開關(guān)635的控制信號。當電源管理電路檢測到主機電源異常時，向第二開關(guān)635提供控制信號，來控制電容610通過第二開關(guān)635放電。

已經(jīng)為了示出和描述的目的而展現(xiàn)了對本發(fā)明的描述，并且不旨在以所公開的形式窮盡或限制本發(fā)明。對所屬領(lǐng)域技術(shù)人員，許多調(diào)整和變化是顯而易見的。