CN106328179A - 供电电路与供电方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种供电方法，用于向负载提供电力，包括：确定备用电源的状态；当所述备用电源的输出电压低于阈值时，切断所述备用电源到所述负载的电力输送。还提供了一种供电电路。

Description

供电电路与供电方法

技术领域

本发明涉及供电电路，更具体地，本发明涉及用于固态存储设备的供电电路以及供电方法。

背景技术

计算机外围设备通过各种接口连接到计算机。大多数情况下计算机接口不仅在计算机和外围设备之间提供数据通道，还将计算机的电力提供给外围设备。因而，在计算机断电的情况下，连接到该计算机的外围设备也将失去电力供应。

中国专利文献CN101710252B中公开了避免意外断电时存储设备的缓冲存储器中的数据丢失的方案。其中，在存储设备中提供备用电源，当发生意外断电时，由备用电源向存储设备提供临时的电能，用于将缓冲存储器(Cache)中的数据转存到闪存中。在美国专利文献US8031551B2公开了用电容作为存储设备的备用电源的方案，并在运行时检测电容的性能，在检测到电容容量过低时，对电容进行充电。中国专利文献CN102831920B中公开了在计算机断电后，利用计算机中的电容性组件存储的电力来为存储设备供电的方案。

参看图1，示出了现有技术中的技术方案，包括主机100以及同主机100相耦合的存储设备110。主机100包括电源102，用于向主机中的各个电子部件及连接到主机100的存储设备110提供电力。在主机100的电源、主板等电子部件中，还包括诸如电容104的储能元件。在主机100的储能元件可以有一个或多个，这里为了清楚地目的，而展示为电容104。电容104耦合在电源102的输出端和地之间。

存储设备110的供电电路从主机中接收电力，并供给负载180。在存储设备110中，负载180可以是闪存存储器和/或存储器控制电路。存储设备110的供电电路包括电容112、二极管114、N沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)116以及控制电路118。二极管114的阳极耦合到电源102的输出端，二极管114的阴极耦合到电容112的一端，并通过电压转换器130耦合到负载180。电容112的另一端耦合到地。电容112作为存储设备110的备用电源，用于通过电压转换器130向存储设备110的负载180提供应急电力。二极管114、电容112以及电压转换器130形成了向负载180供电的供电通路123。

N沟道MOSFET 116的源极耦合到电源102的输出端，N沟道MOSFET 116的漏极耦合到负载180，用于向负载180提供电力。控制电路118耦合到N沟道MOSFET116的栅极，用于控制N沟道MOSFET 116的闭合或断开。N沟道MOSFET 116作为一开关而工作，并形成了向负载180供电的供电通路121。例如，N沟道MOSFET116的源极作为开关的输入端，而N沟道MOSFET 116的漏极作为开关的输出端，而N沟道MOSFET 116的栅极作为控制端用于控制开关的闭合与断开。控制电路118基于电源102的输出电压，而对N沟道MOSFET 116的闭合或断开进行控制。在电源102正常工作时，其输出电压大于或等于预定电压。控制电路118检测电源102的输出电压，在所检测的输出电压大于或等于预定电压时，控制电路118向N沟道MOSFET 116输出控制信号，以使N沟道MOSFET 116闭合。在此情况下，来自主机100的电源102的电力通过N沟道MOSFET 116被施加给负载180。

在掉电时，由于电容104的存在，电源102输出的电压逐渐下降。当电源102的输出电压下降到预定电压之下时，其意味着主机100掉电，电源102将无法继续有效地为存储设备110提供电力。控制电路118基于对电源102的输出电压小于预定电压的检测，向N沟道MOSFET 116输出控制信号，以断开N沟道MOSFET 116。虽然此时电源102的输出电压小于预定电压，但其能够使得二极管114导通，从而存储在电容104中的电力可经由电压转换器130通过供电通路123被提供给负载180。而此时，电容112也向负载180提供电力。电压转换器130可用于稳定供电通路123上的电压。

发明内容

发明人意外地发现，在备用电源向负载供电的过程中，备用电源的输出电压会发生跃升，并可能导致本应关闭的负载重新启动。

参看图2，其示出了图1中的输出信号电压随时间变化的波形图。图2中，纵轴表示电压，而横轴表示时间。图2中的信号V(CAP)210指示图1中的电容112的输出电压，取自电容112与二极管114相连接的一端。图2中的信号V(Out)220指示图1中电压转换器130的输出电压，取自电压转换器130的输出端，该输出端耦合到负载180。

继续参看图2，由于主机100掉电，在t1时刻，电容112开始放电。在电容112的放电电压V(CAP)下降到阈值之前，电压转换器130的输出电压V(Out)基本保持稳定，从而有效地为负载180供电。在t2时刻，电容112的放电电压V(CAP)下降到阈值之下，随即电压转换器130的输出电压V(Out)变为0，负载180由于失去电力供给而停止工作。

但是在t3时刻，电容112的放电电压V(CAP)出现小幅跃升，当电容的放电电压V(CAP)再次跃升到阈值之上时，电压转换器130被再次开启，并在t4时刻向负载180输出正常的工作电压。由于电容112中存储的能量有限，t4时刻起电压转换器130只能在短时间内维持正常电压输出。而电压转换器130短时间的正常电压输出对于负载180是不利的。负载180中的电子器件可能在电压转换器130的t4时刻开始的短时间正常电压输出期间开始上电初始化过程，而随即电压转换器的再次关闭，会让负载180经历意外掉电。从图2中还看到，在t4时刻之后，电压转换器180经历了多次短时间输出。这对负载180是不利的。

在t3时刻，电容112的放电电压V(CAP)的小幅跃升可能源于电容112的放电电流的下降。在t2时刻，当电压转换器130的输出变为0时，电压转换器130停止向负载180供电，相应地，电容112提供给负载180的电流会迅速减小。在此情况下电容112的内阻上分担的电压也迅速减小，从而使电容112的输出电压小幅跃升。当使用超级电容作为电容112时，这种现象尤其明显。而采用其他类型的备用电源时，由于内阻的普遍存在，也会存在随输出电流迅速降低而输出电压跃升的现象。

通过本发明的实施例，解决了现有技术中的上述技术问题。

根据本发明的第一方面，提供了第一供电电路，用于向负载提供电力，所述第一供电电路耦合到第一电源，所述第一供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述控制电路还用于确定所述备用电源的状态；当所述备用电源的输出电压从正常状态改变到非正常状态时，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第一方面的第一供电电路，提供了本发明第一方面的第二供电电路，其中所述控制电路用于确定所述第一电源的状态；当所述控制电路确定所述第一电源处于正常状态时，开启所述第一电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第一方面的第二供电电路，提供了本发明第一方面的第三供电电路，其中当所述控制电路确定所述第一电源掉电时，开启所述备用电源向所述负载的电力输送。

根据本发明第一方面的上述供电电路，提供了本发明第一方面的第四供电电路。其中当所述控制电路确定所述第一电源处于掉电状态，且所述所述备用电源的输出电压从正常状态改变到非正常状态，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第一方面的上述供电电路，提供了本发明第一方面的第五供电电路。其中当所述控制电路确定所述第一电源处于掉电状态，且所述所述备用电源的输出电压从非正常状态改变到正常状态，所述控制电路使所述备用电源到所述负载的耦合方式保持不变。

根据本发明第一方面的上述供电电路，提供了本发明第一方面的第六供电电路。其中当所述控制电路确定所述第一电源处于掉电状态时，所述控制电路切断所述第一电源到所述负载的电力输送，并开启所述备用电源向所述负载的电路输送；在所述第一电源处于掉电状态后的预定时间内，所述控制电路确定所述所述备用电源的输出电压从正常状态改变到非正常状态时，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电路输送；以及在所述第一电源处于掉电状态后的预定时间内，当控制电路确定所述所述备用电源的输出电压从非正常状态改变到正常状态时，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电路输送。

根据本发明第一方面的上述供电电路，提供了本发明第一方面的第六供电电路，其中其中所述备用电源的输出电压的正常范围是所述备用电源的输出电压能使所述负载稳定工作的电压范围，所述备用电源的输出电压的不正常范围是所述备用电源的输出电压不能使所述负载稳定工作的电压范围。

根据本发明第一方面的上述供电电路，提供了本发明第一方面的第七供电电路，其中所述控制电路包括第一电压检测电路，所述第一电压检测电路耦合到所述备用电源的输出，并用于检测所述备用电源的输出电压，当所述备用电源的输出电压处于正常范围时，输出第一状态的第一指示信号；当所述备用电源的输出电压处于不正常范围时，输出第二状态的第一指示信号；所述控制电路基于所述第一指示信号从第一状态变为第二状态，切断所述备用电源到所述负载的电路输送。

根据本发明第一方面的第八供电电路，提供了本发明第一方面的第九供电电路，其中所述控制电路基于所述第一指示信号从第二状态变为第一状态，所属控制电路不改变所述备用电源到所述负载的耦合方式。

根据本发明第一方面的上述供电电路，其中所述第一电源是主机电源。

根据本发明的第二方面，提供了本发明第二方面的第一供电电路，用于向负载提供电力，所述第二方面的第一供电电路耦合到第一电源，所述第二方面的第一供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述控制电路还用于确定所述备用电源的状态；当所述备用电源的输出电压低于阈值时，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明的第二方面，提供了本发明第二方面的第二供电电路，用于向负载提供电力，所述第二方面的第二供电电路耦合到第一电源，所述第二方面的第二供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述控制电路包括电压检测电路，所述电压检测电路耦合到所述备用电源的输出，并用于检测所述备用电源的输出电压，当所述备用电源的输出电压低于阈值时，启动定时器；以及所述控制电路基于所述定时器到时，切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明的第二方面，提供了本发明第二方面的第三供电电路，用于向负载提供电力，所述第二方面的第三供电电路耦合到第一电源，所述第二方面的第三供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；其中所述控制电路包括电压检测电路，所述电压检测电路耦合到所述备用电源的输出，并用于检测所述备用电源的输出电压，当所述备用电源的输出电压低于阈值时，启动定时器；以及所述控制电路基于所述定时器启动且未到时，切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明的第二方面的上述供电电路，提供了本发明第二方面的第四供电电路，其中当所述第一电源的输出电压大于第二阈值时，所述控制电路使所述第一电源的电力输送给所述负载。

根据本发明的第二方面的上述供电电路，提供了本发明第二方面的第五供电电路，其中当所述第一电源的输出电压小于或不大于第二阈值时，所述控制电路使所述备用电源放电。

根据本发明第二方面的上述供电电路，其中所述第一电源是主机电源。

根据本发明的第三方面，提供了本发明第三方面的第一供电电路，用于向负载提供电力，所述本发明第三方面的第一供电电路耦合到第一电源，所述本发明第三方面的第一供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述控制电路包括第一电压检测电路，所述第一电压检测电路耦合到所述备用电源的第一端，当所述备用电源的第一端的电压低于第一阈值时，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电力输送，所述控制电路还包括第二电压检测电路，所述第二电压检测电路用于检测所述第一电源的输出电压，当所述第一电源的输出电压低于第二阈值时，启动定时器；响应于所述定时器的计时在第一时刻与第二时刻之间，所述控制器切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第三方面的第一供电电路，提供了本发明第三方面的第二供电电路，还包括二极管，所述二极管的阳极耦合到所述第一电源，所述二极管的阴极耦合到所述备用电源的第一端；响应于所述定时器的计时在第二时刻之后，以及所述第一电压检测电路检测到的电压不低于或大于第一阈值，所述控制器使所述备用电源的第一端同所述负载导通。

根据本发明第三方面的上述供电电路，提供了本发明第三方面的第三供电电路，其中响应于所述定时器的计时在第一时刻之前，以及所述第一电压检测电路检测到的电压低于第一阈值，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第三方面的上述供电电路，提供了本发明第三方面的第四供电电路，其中响应于所述定时器的计时在第一时刻之前，以及所述第一电压检测电路检测到的电压不低于或高于第一阈值，所述控制电路使所述备用电源向所述负载放电。

根据本发明第三方面的上述供电电路，提供了本发明第三方面的第五供电电路，其中所述备用电源是超级电容。

根据本发明第三方面的上述供电电路，提供了本发明第三方面的第六供电电路，其中所述备用电源的第一端通过开关耦合到所述负载，所述控制电路控制所述开关的断开或闭合。

根据本发明的第四方面，提供了本发明第四方面的第一供电电路，用于向负载提供电力，所述本发明第四方面的第一供电电路耦合到第一电源，所述本发明第四方面的第一供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述控制电路包括电压转换电路、逻辑运算电路、第一电压检测电路；所述电压转换电路用于将所述备用电源和/或所述第一电源输出的电能提供给所述负载；所述第一电压检测电路用于检测所述第一电源的输出电压，并基于检测结果将第一指示信号提供给所述逻辑运算电路；所述电压转换电路还用于检测所述电压转换电路的输出电压，并基于检测结果将第二指示信号提供给所述逻辑运算电路；所述逻辑运算电路对所述第一指示信号与第二指示信号进行逻辑运算，将指示运算结果的信号提供给所述电压转换电路的使能端。

根据本发明第四方面的第一供电电路提供了本发明第四方面的第二供电电路，其中当所述第一电源处于正常状态时，所述第一电源的输出电压处于正常范围，所述第一电压检测电路输出第一状态的第一指示信号；当所述第一电源处于异常状态时，所述第一电源的输出电压处于不正常范围时，所述第一电压检测电路输出第二状态的第一指示信号；当所述电压转换电路的输出电压处于正常范围时，所述电压转换电路输出第一状态的第二指示信号；当所述电压转换电路的输出电压处于不正常范围时，所述电压转换电路输出第二状态的第二指示信号；响应于所述第二状态的第一指示信号与第一状态的第二指示信号，所述逻辑运算电路向所述电压转换电路输出使能信号，使所述电压转换电路将所述备用电源输出的电能提供给所述负载。

根据本发明第四方面的第二供电电路提供了本发明第四方面的第三供电电路，其中响应于所述第一状态的第一指示信号，所述逻辑运算电路向所述电压转换电路输出使能信号，使所述电压转换电路将所述第一电源输出的电能提供给所述负载。

根据本发明第四方面的第二供电电路或第三供电电路，提供了本发明第四方面的第四供电电路，其中响应于所述第二状态的第一指示信号与第二状态的第二指示信号，所述逻辑运算电路向所述电压转换电路输出禁能信号，使所述电压转换电路断开所述备用电源到所述负载的电力传输。

根据本发明第四方面的第二供电电路、第三供电电路或第四供电电路，提供了本发明第四方面的第五供电电路，其中所述第一状态的第一指示信号是状态为逻辑“1”的信号；所述第二状态的第一指示信号是状态为逻辑“0”的信号；所述第一状态的第二指示信号是状态为逻辑“1”的信号；所述第二状态的第二指示信号是状态为逻辑“0”的信号；以及所述逻辑运算电路，对所述第一指示信号与第二指示信号进行逻辑“或”运算。

根据本发明第四方面的第一供电电路，提供了本发明第四方面的第六供电电路，其中当所述第一电源的输出电压大于第一阈值时，所述第一电压检测电路输出状态为逻辑“1”的第一指示信号；当所述第一电源的输出电压不大于或小于第一阈值时，所述第一电压检测电路输出状态为逻辑“0”的第一指示信号；当所述电压转换电路的输出电压大于第二阈值时，所述电压转换电路输出状态为逻辑“1”的第二指示信号；当所述电压转换电路的输出电压不大于或小于第二阈值时，所述电压转换电路输出状态为逻辑“0”的第二指示信号；以及所述逻辑运算电路，对所述第一指示信号与第二指示信号进行逻辑“或”运算。

根据本发明第四方面的第六供电电路，提供了本发明第四方面的第七供电电路，其中响应于所述逻辑运算电路输出状态为逻辑“1”的信号，所述电压转换电路将所述备用电源或所述第一电源输出的电能提供给所述负载；响应于所述逻辑运算电路输出状态为逻辑“0”的信号，所述电压转换电路断开所述备用电源到所述负载的电力传输。

根据本发明第四方面的上述供电电路，提供了本发明第四方面的第八供电电路，还包括稳压器，所述稳压器的输入耦合到所述第一电源，所述稳压器的输出耦合到所述第一电压检测电路与所述逻辑运算电路，用于为所述第一电压检测电路与所述逻辑运算电路供电。

根据本发明第四方面的上述供电电路，提供了本发明第四方面的第九供电电路，还包括第一开关与第二开关，所述第一开关的输入端耦合到所述第一电源，所述第一开关的输出端耦合到所述电压转换电路的输入端；当所述第一电源处于正常状态时，所述第一开关闭合；当所述第一电源处于异常状态时，所述第一开关断开并输出第三指示信号；所述第二开关的输入端耦合到所述备用电源的输出端，所述第二开关的输出耦合到所述电压转换电路，所述第二开关的控制端耦合到所述第一开关提供的第三指示信号；响应于第三指示信号有效，所述第二开关闭合。

根据本发明第四方面的上述供电电路，提供了本发明第四方面的第十供电电路，其中所述第一开关是电子熔丝，所述第二开关是P沟道金属氧化物半导体场效应管。

根据本发明的第五方面，提供了本发明第五方面的第一供电电路，用于向负载提供电力，所述本发明第五方面的第一供电电路耦合到第一电源，所述本发明第五方面的第一供电电路包括备用电源、微控制器、电压转换电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述微控制器包括模拟数字转换器以及多个通用IO接口；所述电压转换电路用于将所述备用电源和/或所述第一电源输出的电能提供给所述负载；基于电压转换电路的输出电压是否处于正常范围时，所述电压转换电路向所述微控制器的第一通用IO接口施加第一指示信号；所述微控制器的第二通用IO接口耦合到所述电压转换电路的使能端；所述微控制器通过所述模拟数字转换器检测所述第一电源的输出电压；基于所述模拟数字转换器的输出以及所述第一通用IO接口收到的第一指示信号，所述微控制器通过所述第二通用IO接口向所述电压转换电路的使能端施加信号。

根据本发明第五方面的第一供电电路，提供了本发明第五方面的第二供电电路，其中当所述微控制器通过所述模拟数字转换器确定所述第一电源工作正常时，所述微控制器通过所述第二通用IO接口使能所述电压转换电路，使所述第一电源的电力通过所述电压转换电路提供给所述负载。

根据本发明第五方面的上述供电电路，提供了本发明第五方面的第三供电电路，其中当所述微控制器通过所述模拟数字转换器确定所述第一电源工作不正常时，所述微控制器响应于通过第一通用IO接口接收到指示所述电压转换电路的输出电压处于正常范围的第一指示信号，所述微控制器通过第二通用IO接口使能所述电压转换电路，使得所述备用电源的电力通过所述电压转换电路提供给所述负载。

根据本发明第五方面的上述供电电路，提供了本发明第五方面的第四供电电路，其中当所述微控制器通过所述模拟数字转换器确定所述第一电源工作不正常时，所述微控制器响应于通过第一通用IO接口接收到指示所述电压转换电路的输出电压处于不正常范围的第一指示信号，所述微控制器通过第二通用IO接口禁能所述电压转换电路，切断所述备用电源到所述负载的电力传输。

根据本发明第五方面的上述供电电路，提供了本发明第五方面的第五供电电路，还包括稳压器，所述稳压器的输入耦合到所述第一电源，所述稳压器的输出耦合到所述微控制器，用于为所述微控制器供电。

根据本发明第五方面的上述供电电路，提供了本发明第五方面的第六供电电路，还包括第一开关与第二开关，所述第一开关的输入端耦合到所述第一电源，所述第一开关的输出端耦合到所述电压转换电路的输入端；当所述第一电源处于正常状态时，所述第一开关闭合；当所述第一电源处于异常状态时，所述第一开关断开并输出第三指示信号；所述第二开关(PMOSFET)的输入端耦合到所述备用电源的输出端，所述第二开关(PMOSFET)的输出耦合到所述电压转换电路，所述第二开关的控制端耦合到所述第一开关提供的第三指示信号；响应于第三指示信号有效，所述第二开关闭合。

根据本发明第五方面的上述供电电路，提供了本发明第五方面的第七供电电路，其中所述第一开关是电子熔丝。

根据本发明的上述供电电路，还包括二极管，所述二极管耦合在所述第一电源与所述备用电源之间。

根据本发明的上述供电电路，还包括二极管，所述二极管的阳极耦合到所述第一开关的输出，所述二极管的阴极耦合到所述备用电源。

根据本发明的上述供电电路，其中所述备用电源是超级电容、蓄电池、电容组、锂电池、和或电池。

根据本发明的第六方面，提供了本发明第六方面的第一供电方法，用于向负载提供电力，包括：确定备用电源的状态；当所述备用电源的输出电压低于阈值时，切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第六方面的第一供电方法，提供了本发明第六方面的第二供电方法，还包括：确定主机电源的状态；当所述主机电源正常时，使所述主机电源向所述负载供电。

根据本发明第六方面的上述供电方法，提供了本发明第六方面的第三供电方法，还包括：当所述主机电源工作异常时，使所述备用电源向所述负载供电。

根据本发明的第六方面，提供了本发明第六方面的第四供电方法，用于向负载提供电力，包括：使备用电源通过电压转换器向负载供电；确定电压转换器的输出电压是否处于正常状态；当所述电压转换器的输出电压处于非正常状态时，禁能所述电压转换器，从而切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

根据本发明第六方面的第四供电方法，提供了本发明第六方面的第五供电方法，还包括：确定主机电源的状态；当所述主机电源正常时，使所述主机电源通过所述电压转换器向所述负载供电。

根据本发明第六方面的第四供电方法或第四供电方法，提供了本发明第六方面的第六供电方法，还包括：确定主机电源的状态，当所述主机电源异常时，使所述备用电源向所述电压转换器提供电力，以及若所述电压转换器的输出电压处于正常状态，使能所述电压转换器，从而使所述备用电源向所述负载提供电力。

根据本发明的第七方面，提供了本发明第七方面的第一电源管理电路，用于控制向负载的供电，所述本发明第八方面的第一电源管理电路耦合到第一电源、电压转换电路，其中所述电压转换电路用于将所述第一电源和/或第二电源的电力提供给负载；所述电源管理电路包括第一ADC、第二ADC与控制电路，所述第一ADC用于检测第一电源的输出电压，所述第二ADC用于检测电压转换电路的输出电压；所述第一ADC与第二ADC的输出耦合到所述控制电路；响应于所述第一ADC检测到所述第一电源处于正常状态，所述控制电路向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述第一ADC检测到所述第一电源处于异常状态，以及所述第二ADC检测到所述电压转换电路的输出处于正常状态，所述控制电路向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述第一ADC检测到所述第一电源处于异常状态，以及所述第二ADC检测到所述电压转换电路的输出异常状态，所述控制电路向所述电压转换电路提供禁能信号。

根据本发明第七方面的第一电源管理电路，提供了本发明第七方面的第二电源管理电路，其中所述电压转换电路被禁能时，所述电压转换电路的输出处于异常状态。

根据本发明第七方面，提供了本发明第七方面的第三电源管理电路，用于控制向负载提供的电力，所述本发明第七方面的第三电源管理电路耦合到第一电源以及电压转换电路，其中所述电压转换电路用于将第一电源和/或第二电源的电力提供给负载；所述电源管理电路包括ADC、第一通用IO接口、第二通用IO接口与控制电路，所述ADC用于检测第一电源的输出电压，所述第一通用IO接口用于接收所述电压转换电路的输出状态指示信号，所述第二通用IO接口用于向所述电压转换电路提供使能端控制信号；所述ADC、所述第一通用IO接口与所述第二通用IO接口均耦合到所述控制电路；响应于所述第一ADC检测到所述第一电源处于正常状态，所述控制电路通过所述第二通用IO接口向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述第一ADC检测到所述第一电源处于异常状态，以及所述第一通用IO接口接收到所述电压转换电路的输出正常指示信号，所述控制电路通过所述第二通用IO接口向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述第一ADC检测到所述第一电源处于异常状态，以及所述第一通用IO接口接收到所述电压转换电路的输出异常指示信号，所述控制电路通过所述第二通用IO接口向所述电压转换电路提供禁能信号。

根据本发明第七方面的第三电源管理电路，提供了本发明第七方面的第四电源管理电路，其中所述电压转换电路被禁能时，所述电压转换电路的输出处于异常状态。

根据本发明第七方面，提供了本发明第七方面的第五电源管理电路，用于控制向负载提供的电力，所述本发明第七方面的第五电源管理电路耦合到第一电源以及电压转换电路，其中所述电压转换电路用于将第一电源和/或第二电源的电力提供给负载；所述电源管理电路包括电压检测电路、数字输入接口、数字输出接口与控制电路，所述电压检测电路用于检测第一电源的输出电压，所述数字输入接口用于接收所述电压转换电路的输出状态指示信号，所述数字输出接口用于向所述电压转换电路提供使能端控制信号；所述电压检测电路、所述数字输入接口与所述数字输出接口均耦合到所述控制电路；响应于所述电压检测电路检测到所述第一电源处于正常状态，所述控制电路通过所述数字输出接口向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述电压检测电路检测到所述第一电源处于异常状态，以及所述数字输入接口接收到所述电压转换电路的输出正常指示信号，所述控制电路通过所述数字输出接口向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述电压检测电路检测到所述第一电源处于异常状态，以及所述数字输入接口接收到所述电压转换电路的输出异常指示信号，所述控制电路通过所述数字输出接口向所述电压转换电路提供禁能信号。

根据本发明第七方面的第五电源管理电路，提供了本发明第七方面的第六电源管理电路，其中所述电压转换电路被禁能时，所述电压转换电路的输出处于异常状态。

根据本发明第七方面的第五电源管理电路或第六电源管理电路，提供了本发明第七方面的第七电源管理电路，其中所述控制电路是“或”门，所述电压检测电路的输出端与所述数字输入接口耦合到所述“或”门的输入端，所述“或”门的输出端耦合到所述数字输出接口。

根据本发明第七方面的第五电源管理电路、第六电源管理电路或第七电源管理电路，提供了本发明第七方面的第八电源管理电路，还包括第二数字输出接口，所述电源管理电路还耦合到开关(PMOSFET)，响应于所述电压检测电路检测到所述第一电源处于异常状态，通过所述第二数字输出接口向所述开关提供闭合信号。

根据本发明第七方面，提供了本发明第七方面的第九电源管理电路，用于控制向负载提供的电力，所述本发明第七方面的第九电源管理电路耦合到电压检测电路以及电压转换电路，其中所述电压转换电路用于将第一电源和/或第二电源的电力提供给负载，所述电压检测电路用于检测所述第一电源的电压；所述电源管理电路包括第一数字输入接口、第二数字输入接口、数字输出接口与控制电路，所述第一数字输入接口用于接收所述电压检测电路输出的第一电源状态指示信号，所述第二数字输入接口用于接收所述电压转换电路的输出状态指示信号，所述数字输出接口用于向所述电压转换电路提供使能端控制信号；所述第一数字输入接口、所述第二数字输入接口与所述数字输出接口均耦合到所述控制电路；响应于所述第一数字输入接口接收到第一电源状态正常指示信号，所述控制电路通过所述数字输出接口向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述第一数字输入接口接收到第一电源状态异常指示信号，以及所述第二数字输入接口接收到所述电压转换电路的输出正常指示信号，所述控制电路通过所述数字输出接口向所述电压转换电路提供使能信号；响应于所述第一数字输入接口接收到第一电源状态异常指示信号，以及所述第二数字输入接口接收到所述电压转换电路的输出异常指示信号，所述控制电路通过所述数字输出接口向所述电压转换电路提供禁能信号。

根据本发明第七方面的第九电源管理电路，提供了本发明第七方面的第十电源管理电路，其中所述电压转换电路被禁能时，所述电压转换电路产生输出异常指示信号。

根据本发明第七方面的第九电源管理电路或第十电源管理电路，提供了本发明第七方面的第十一电源管理电路，其中所述控制电路是“或”门，所述第一数字输入接口与所述第二数字输入接口耦合到所述“或”门的输入端，所述“或”门的输出端耦合到所述数字输出接口。

根据本发明第七方面的第九电源管理电路、第十电源管理电路或第十一电源管理电路，提供了本发明第七方面的第十二电源管理电路，还包括第二数字输出接口，所述电源管理电路还耦合到开关(PMOSFET)，响应于所述第一数字输入接口接收到第一电源状态异常指示信号，通过所述第二数字输出接口向所述开关提供闭合信号。

根据本发明的第八方面，提供了本发明第七方面的第一供电电路，所述本发明第八方面的第一供电电路耦合到第一电源(主机电源)，用于向负载提供电力，本发明第八方面的第一供电电路包括备用电源、控制电路；所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；所述控制电路还用于确定所述备用电源的状态；当所述备用电源的输出电压低于阈值时，所述控制电路切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

附图说明

当连同附图阅读时，通过参考后面对示出性的实施例的详细描述，将最佳地理解本发明以及优选的使用模式和其进一步的目的和优点，其中附图包括：

图1是现有技术中的供电电路的原理框图；

图2是现有技术中的备用电源放电过程的电压波形图；

图3是根据本发明实施例的供电电路的原理框图；

图4是根据本发明的又一个实施例的供电电路的原理框图；

图5是根据本发明的另一个实施例的供电电路的原理框图；

图6是根据本发明的依然又一个实施例的供电电路的原理框图；以及

图7是示出了根据本发明实施例的供电电路的阈值电压的电压波形图。

具体实施方式

图3是根据本发明的实施例的供电电路的原理图。图3中的供电电路可用于外围设备，外围设备可以是同主机相耦合的外围设备。例如，外围设备可以是存储设备。主机同存储设备之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、SCSI、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与存储设备。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。所属领域技术人员将意识到，其他类型的外围设备，诸如网络适配器、图形适配器等也可采用本发明所提供的供电电路。

图3的实施例的供电电路接收来自主机电源的电力，并提供给负载。在存储设备中，负载可以是闪存存储器、动态随机存储器、存储器控制器和/或其他电子元器件。供电电路包括电容310、二极管320、开关340、电压检测电路350。在进一步的实施例中，供电电路还包括定时器360。

在图3的实施例中，电容310作为备用电源，当主机电源掉电时，由电容310向负载提供电力。所属领域技术人员将意识到，采用电容值较大的电容作为备用电源。可通过并联多个电容的方式来存储更多的电量。在另一个例子中，电容310是一个或多个超级电容。还可以采用其他形态的电池来代替电容310，例如，可充电电池、锂电池等。

在图3的实施例中，主机电源耦合到二极管320的阳极，二极管320的阴极耦合到电容310的一端，电容310的另一端耦合到地。电容310作为备用电源，用于向负载提供应急电力。二极管320与电容310相耦合的一端还耦合到开关340的输入，开关340的输出耦合到负载，用于向负载提供电力。在可选的实施例中，主机电源还直接耦合到负载，用于向负载提供电力。图3的实施例中，供电电路还包括电压检测电路350，用来检测电容310提供给开关340的电压。当电压检测电路350确定电容310的输出电压不大于或小于第一阈值Vt1时，电压检测电路控制开关340断开，从而切断电容310到负载的供电通路。当电压检测电路350已控制开关340断开，又确定电容310提供给开关340的输出电压大于第二阈值Vt2时，电压检测电路350产生使能信号，控制开关340闭合，从而电容310可通过开关340向负载提供电能。而当电压检测电路350已控制开关340断开，而电容310的输出电压发生跃升，超过了第一阈值Vt1但没有达到第二阈值Vt2时，电压检测电路350依然控制开关340处于断开状态。

参看图7，其中示出了电压第一阈值Vt1、第二阈值Vt2的设置。其中第二阈值Vt2大于第一阈值Vt1。设置电压阈值Vt1，使得即使电容310到负载的供电通路被切断后，即使电容310的输出电压发生跃升，跃升后的电压也无法达到或超过电压阈值Vt2。

在一个例子中，开关340是稳压器或直流-直流(DC-DC)转换器。电压检测电路350可通过撤销提供给开关340的使能信号的方式来断开开关340。在又一个例子中，开关340是场效应晶体管，电压检测电路350耦合到开关340的场效应晶体管的栅极以控制开关340的闭合或断开。在一个例子中，电压检测电路350所使用的阈值基于电容310的放电特性而确定。而在另一个例子中，电压检测电路350的阈值可在使用过程中设置或调整。

在根据图3的又一个实施例中，供电电路还包括定时器360。定时器360同电压检测电路350相耦合。当电压检测电路350确定电容310的输出小于或不大于第一电压阈值时，启动定时器360。在预定时间后，定时器360向电压检测电路350提供到时信号，响应于到时信号，电压检测电路350控制开关340断开，从而切断电容310到负载的供电通路。电压检测电路350所使用的第一电压阈值基于电容310的放电特性而确定。通过测量或估计电容310输出电压在降到第一电压阈值后的放电特性，在电容310的输出电压跃升之前断开开关340，从而避免给负载带来不利影响。选择电压阈值，使得在电容310的输出电压从大到小穿越第一电压阈值时，还能够使负载稳定工作一段时间。而该段时间可随着供电电路的使用和/或负载的情况发生改变。通过调整定时器的到时时间，使得根据本发明的供电电路能够适应于电容310的输出电压从大到小穿越阈值电压后还能使负载稳定工作的时间随着供电电路的使用和/或负载的情况所发生的变化。

在根据图3的另一个实施例中，供电电路还包括定时器360。定时器360同电压检测电路350相耦合。当电压检测电路350确定电容310的输出小于或不大于电压阈值时，启动定时器360。设置电压阈值，使得电容310的输出电压小于或不低于电压阈值时，电容310的输出电压无法使负载正常工作。定时器360启动后，向电压检测电路350提供信号以指示计时器已启动。在预定时间后，定时器360向电压检测电路350提供到时信号。在计时器启动后而未到时的时间段内，无论电压检测电路350检测到电容310的输出电压是否大于阈值，电压检测电路350均控制开关340断开，从而切断电容310到负载的供电通路。通过设置定时器的到时时间，避免开关340在断开后的短时间内再次被打开，从而避免电容310的输出电压跃升给负载带来不利影响。

图4是根据本发明的又一个实施例的供电电路的原理框图。图4的实施例的供电电路接收来自主机电源的电力，并提供给负载。在存储设备中，负载可以是闪存存储器、动态随机存储器、存储器控制器和/或其他电子元器件。供电电路包括电容410、二极管420、第一开关440、第一电压检测电路450、定时器460以及第二电压检测电路470。在进一步的实施例中，供电电路还包括第二开关430。

在图4的实施例中，电容410作为备用电源，当主机电源掉电时，由电容410向负载提供电力。所属领域技术人员将意识到，采用电容值较大的电容作为备用电源。可通过并联多个电容的方式来存储更多的电量。在另一个例子中，电容410是一个或多个超级电容。还可以采用其他形态的电池来代替电容410，例如，可充电电池、锂电池等。

在图4的实施例中，主机电源耦合到二极管420的阳极，二极管420的阴极耦合到电容410的一端，电容410的另一端耦合到地。电容410作为备用电源，用于向负载提供应急电力。二极管420与电容410相耦合的一端还耦合到第一开关440的输入，第一开关440的输出耦合到负载，用于向负载提供电力。在可选的实施例中，主机电源还直接耦合到负载，用于向负载提供电力。图4的实施例中，供电电路还包括第一电压检测电路450，用来检测电容410提供给第一开关440的电压。第一电压检测电路450控制第一开关440的闭合或断开。在一个例子中，第一开关440是场效应晶体管。第一电压检测电路450向第一开关440的场效应晶体管的栅极施加控制信号。在另一个例子中，第一开关440是稳压器或直流-直流(DC-DC)转换器。而第一电压检测电路450的输出耦合到稳压器或直流-直流(DC-DC)转换器的使能端。

在根据本发明的另一个实施例中，供电电路还包括第二开关430。主机电源耦合到第二开关430的输入端，而第二开关430的输出端耦合到二极管420的阳极。第二开关430可以是例如场效应晶体管(FET)或电子熔丝(e-Fuse)。

根据图4的实施例的供电电路，还包括第二电压检测电路470，用于检测主机电源电压。通过检测主机电源电压可确定主机电源工作是否正常，或者主机电源是否处于掉电状态。第二电压检测电路470的输出耦合到定时器460。定时器460的输出耦合到第一电压检测电路450。当第二电压检测电路470检测到主机电源的电压下降到阈值之下，或者第二电压检测电路确定主机电源处于异常状态，向定时器460施加指示信号。定时器460响应于第二电压检测电路470的指示信号而开始计时。定时器460到时后，向第一电压检测电路450施加信号来指示定时器到时。

在主机电源正常工作时，第二开关430闭合，主机电源的电力可通过二极管420向电容410充电，并可通过第一开关440而提供给负载。此时第一电压检测电路450检测到的电压大于阈值，定时器也未处于计时过程中，第一电压检测电路450向第一开关440施加控制信号使第一开关440闭合。

在主机电源掉电后，电容410通过第一开关440向负载提供电力。随着电容410放电，第一电压检测电路450检测到的电容410的输出电压下降。在主机电源掉电后，第二电压检测电路470检测到主机电源掉电，继而启动定时器460，使定时器460开始计时。在定时器460计时过程中，向第一电压检测电路450提供信号，以指示定时器460的计时状态。计时器460指示至少3个时间段，分别是0-t1、t1-t2以及t2之后，其中“0”代表计时开始时刻，t1与t2分别代表两个不同的时间点，而t2在时间上位于t1之后。

响应于计时器指示0-t1的时间段，第一电压检测电路450检测到电容410的输出电压下降到电压阈值之下后，向第一开关440施加控制信号来切断电容410到负载的供电通道。而响应于计时器指示0-t1的时间段，第一电压检测电路450检测到电容410的输出电压大于电压阈值时，向第一开关440施加控制信号来使电容410向负载供电。设置电压阈值，使得电容410的输出电压小于或不低于电压阈值时，电容410的输出电压无法使负载正常工作。

响应于计时器指示t1-t2的时间段，即使第一电压检测电路450检测到电容410的输出电压大于或不小于电压阈值，也向第一开关440施加控制信号，使第一开关440断开，从而切断电容410到负载的供电通道。若第一电压检测电路450检测到电容410的输出电压小于阈值，依然断开第一开关440。设置电压阈值，使得电容410的输出电压小于或不低于电压阈值时，电容410的输出电压无法使负载正常工作。

响应于计时器指示t2之后的时间段，第一电压检测电路450又检测到电容410与二极管420相耦合的一端的输出电压大于或不小于阈值时，第一电压检测电路450向第一开关440提供控制信号，使第一开关440闭合，从而通过第一开关440向负载供电。而当第一电压检测电路450又检测到电容410与二极管420相耦合的一端的输出电压小于阈值时，第一电压检测电路450向第一开关440提供控制信号，使第一开关440断开。设置电压阈值，使得电容410的输出电压小于或不低于电压阈值时，电容410的输出电压无法使负载正常工作。

时间参数t1、t2可基于电容410的放电特性而确定。通过测量或估计电容410输出电压在降到阈值后的放电特性，得到电容410放电过程中发生输出电压跃升的时间段，从而确定时间参数t1、t2。时间参数t1、t2可随着供电电路的使用和/或负载的情况发生改变。通过调整定时器的时间参数t1、t2，使得根据本发明的供电电路能够适应于电容410放电过程中发生输出电压跃升的时间随着供电电路的使用和/或负载的情况所发生的变化。

以此方式，根据本发明的供电电路在主机电源掉电后的预定时间内，断开电容410到负载的供电通路。从而消除了电容410放电过程中的电压跃升给负载带来的不利影响。

图5是根据本发明的另一个实施例的供电电路的原理框图。图5的实施例的供电电路接收来自主机电源的电力，并提供给负载。供电电路包括电容510、二极管520、第一开关530、第二开关535、电压检测电路570、电压转换电路580、“或”门590以及直流-直流转换器540。

在图5的实施例中，电容510作为备用电源，当主机电源掉电时，由电容510向负载提供电力。所属领域技术人员将意识到，采用电容值较大的电容作为备用电源。可通过并联多个电容的方式来存储更多的电量。在另一个例子中，电容510是一个或多个超级电容。还可以采用其他形态的电池来代替电容510，例如，可充电电池、锂电池等。

在图5的实施例中，主机电源耦合到第一开关530的输入端，第一开关530的输出端耦合到二极管520的阳极，二极管520的阴极耦合到电容510的一端，电容510的另一端耦合到地。电容510作为备用电源，用于向负载提供应急电力。第一开关530还输出掉电指示信号(“Fault#”)，并提供给第二开关535。在主机电源掉电时，第一开关530输出有效的掉电指示信号。通过输出掉电指示信号来控制第二开关535的断开或闭合。第二开关535的输入端耦合到电容510与二极管520相耦合的一端。第二开关535的输出端耦合到第一开关530的输出端。

第一开关530与二极管520形成对电容510充电的通路。在主机电源有效时，第一开关530闭合，主机电源提供的电流通过第一开关530、二极管520被输送到电容510。电容510、第二开关535形成电容510到负载的放电通路。当主机电源掉电时，第一开关530输出有效的掉电指示信号，使第二开关535闭合。电容510提供的电流通过第二开关535被输送到负载。作为举例，第一开关530可以是电子熔丝、直流-直流转换器、稳压器、ORing控制器与场效应晶体管，第一开关530也可以是包括用于采样主机电源电压的ADC(模拟数字转换器)的控制电路，而第二开关535可以是PMOSFET(P沟道金属氧化物场效应晶体管)或其他类型的开关。

在到负载的供电通路上还设有直流-直流转换器540，用于向负载提供稳定且适当的供电。第一开关530的输出耦合到直流-直流转换器540的输入。直流-直流转换器540的输出耦合到负载。作为举例，可以由电子熔丝、降压转换器、稳压器等替代直流-直流转换器540。当直流-直流转换器540的输入处于正常范围时，直流-直流转换器540向负载提供稳定的输出，还输出指示输出电源有效的逻辑值为“1”的“PowerGood”信号。当直流-直流转换器540的输出处于不正常状态时，直流-直流转换器540输出的“PowerGood”信号的逻辑值为“0”，以指示输出的不正常状态。

根据图5的实施例的供电电路中，电压检测电路570耦合到主机电源，用于检测主机电源的电压。当主机电源正常工作时，主机电源的输出电压处于正常范围，电压检测电路570输出指示逻辑值“1”的信号。当主机电源异常时(例如，掉电)，主机电源的输出电压处于非正常范围，电压检测电路570输出指示逻辑值“0”的信号。电压检测电路570的输出与直流-直流转换器540输出的“PowerGood”信号分别耦合到“或”门590的两个输入端。“或”门590的输出端耦合到直流-直流转换器540的使能端。“或”门590对其两个输入端的信号执行“或”运算，并输出运算结果。

根据图5的实施例的供电电路中，当主机电源正常时，主机电源的电力通过第一开关530与直流-直流转换器540提供给负载，主机电源的电力还可以通过第一开关530与二极管520提供给电容510。第一开关530输出无效的“Fault#”信号来断开第二开关535，以阻止电容510放电。电压检测电路570向“或”门590输出逻辑值为“1”的信号以指示主机电源工作正常。“或”门590输出逻辑值为“1”的信号来使能直流-直流转换器540，从而来自主机电源的电力通过直流-直流转换器540提供给负载。

而当主机电源掉电时，第一开关540检测到主机电源掉电而断开，并输出有效的“Fault#”信号来闭合第二开关535。从而电容510通过第二开关535输出电力。电压检测电路570检测到主机电源掉电，而输出“或”门590输出逻辑值为“0”的信号。由于电容510输出的电力通过第二开关535而提供到直流-直流转换器540，直流-直流转换器540接收到的电力在一段时间内可处于正常范围，并可使直流-直流转换器540的输出处于正常状态。在这段时间内，基于直流-直流转换器540的输出处于正常状态，直流-直流转换器540输出逻辑值为“1”的“PowerGood”信号。由于接收到直流-直流转换器540输出的逻辑值为“1”的“PowerGood”信号，“或”门590依然向直流-直流转换器540的使能端输出逻辑值为“1”信号来使直流-直流转换器540保持使能。

主机电源掉电后，随着电容510放电，电容510输出的电压逐渐下降。当电容510提供给直流-直流转换器540的电压下降到正常范围之外时，直流-直流转换器540无法继续保持正常输出。基于直流-直流转换器540的输出电压处于正常范围之外，直流-直流转换器540向“或”门590输出逻辑值为“0”的“PowerGood”信号。此时主机电源处于掉电状态，电压检测电路570也向“或”门590输出逻辑值为“0”的信号。从而“或”门590向直流-直流转换器540的使能端输出逻辑值为“0”的信号，使得直流-直流转换器540停止工作，停止将来自电容510的电力提供给负载。在电容510到负载的供电通路被切断后，电容510的输出电流减小，继而可能发生输出电压跃升。即使随后电容510的输出电压发生跃升，由于直流-直流转换器540的使能端没有收到有效的使能信号，直流-直流转换器540保持关闭，电容510的电力不会被输送给负载，从而避免了电容510的输出电压跃升给负载带来的不利影响。

虽然在图5的实施例中，使用了具有特定逻辑值的信号以及“或”门590，这并非对本发明实施方式的限制，而是将使所述领域技术人员意识到，可采用具有其他逻辑值的信号，并对逻辑信号进行其他的逻辑运算来达到相同的效果。例如，通过电压检测电路570提供指示主机电源正常或掉电的信号，通过直流-直流转换器540提供指示直流-直流转换器540的输出是否处于正常电压范围的信号，并通过对电压检测电路570提供的指示信号与直流-直流转换器540提供的指示信号的逻辑运算来控制直流-直流转换器540的使能。当主机电源正常时，使能直流-直流转换器540。当主机电源掉电而作为备用电源的电容510的输出使得直流-直流转换器540的输出处于正常电压范围时，使能直流-直流转换器540。当主机电源掉电而直流-直流转换器540的输出处于非正常电压范围时，禁能直流-直流转换器540。

在进一步的实施例中，供电电路还包括电压转换电路580，用于将主机电源转换为具有适当电压值的输出，来为电压检测电路570、“或”门590等提供电力。电压转换电路580的输入端耦合到主机电源。电压转换电路580的输出耦合到电压检测电路570、“或”门590的电源输入端。

继续参看图5，在根据本发明的另一个实施例中，将”或”门590作为电源管理电路而集成在集成电路内。在依然另一个实施例中，将电压检测电路570也作为电源管理电路而集成到集成电路中。集成电路中还可包括CPU核、闪存控制器和/或其他IP核(知识产权核，Intellectual Property Core)等。在进一步的实施例中，在集成电路中还提供数字输入接口或数字输出接口。提供数字输入接口用于获取直流-直流转换器540输出的“PowerGood”信号，提供数字输出接口用于控制直流-直流转换器640的使能端，以及利用集成电路中的CPU核或其他具有处理能力的控制电路实现对主机电源状态信号和数字输入接口采集的信号的处理，并产生到数字输出接口的输出。在依然进一步的实施例中，集成电路的电源管理电路还基于主机电源状态信号而产生对第二开关535的控制信号。当电源管理电路检测到主机电源异常时，向第二开关535提供控制信号，来控制电容510通过第二开关535放电。在依然另一个实施例中，将”或”门590、电压检测电路570、二极管520、第一开关530、第二开关535、以及直流-直流转换器540作为电源管理电路而集成到集成电路中。

图6是根据本发明的依然又一个实施例的供电电路的原理框图。图6的实施例的供电电路接收来自主机电源的电力，并提供给负载。供电电路包括电容610、二极管620、第一开关630、第二开关635、稳压器680、微控制器690以及电压转换器640。

在图6的实施例中，电容610作为备用电源，当主机电源掉电时，由电容610向负载提供电力。

在图6的实施例中，主机电源耦合到第一开关630的输入端，第一开关630的输出端耦合到二极管620的阳极，二极管620的阴极耦合到电容610的一端，电容610的另一端耦合到地。电容610作为备用电源，用于向负载提供应急电力。第一开关630还输出掉电指示信号(“Fault#”)，并提供给第二开关635。在主机电源掉电时，第一开关630输出有效的掉电指示信号。通过输出掉电指示信号来控制第二开关635的断开或闭合。第二开关635的输入端耦合到电容610与二极管620相耦合的一端。第二开关635的输出端耦合到第一开关630的输出端。

第一开关630与二极管620形成对电容610充电的通路。在主机电源有效时，第一开关630闭合，主机电源提供的电流通过第一开关630、二极管620被输送到电容610。电容610、第二开关635形成电容610到负载的放电通路。当主机电源掉电时，第一开关630输出有效的掉电指示信号，使第二开关635闭合。电容610提供的电流通过第二开关635被输送到负载。作为举例，第一开关630可以是电子熔丝，而第二开关635可以是PMOSFET(P沟道金属氧化物场效应晶体管)。

在到负载的供电通路上还设有电压转换器640，用于将输入电压调整到合适的水平并向负载提供稳定的供电。第一开关630的输出耦合到降压转换器640的输入。电压转换器640的输出耦合到负载。当电压转换器640的输入处于正常范围时，电压转换器640向负载提供稳定的输出电压。基于电压转换器640的输出处于正常范围，电压转换器640还输出指示输出有效的“PowerGood”信号。当电压转换器640的电压转换器640的输出处于不正常状态时，电压转换器640输出指示输出异常的“PowerGood”信号。

根据图6的实施例的供电电路中，还包括微控制器(MCU,Micro Control Unit)690。微控制器690包括ADC(模拟数字转换器)以及多个GPIO(通用IO)接口。微控制器690通过ADC检测主机电源的电压，以识别主机电源工作是否正常。微控制器690的一个GPIO接口耦合到降压转换器640的“PowerGood”信号，微控制器690的另一个GPIO接口耦合到电压转换器640的使能端。

根据图6的实施例的供电电路中，微控制器690的ADC耦合到主机电源，用于检测主机电源的电压。当主机电源正常时，主机电源的电力通过第一开关630与电压转换器640提供给负载，主机电源的电力还可以通过第一开关630与二极管620提供给电容610。第一开关630输出无效的“Fault#”信号来断开第二开关635，以阻止电容610放电。当主机电源正常工作时，主机电源的输出电压处于正常范围，微控制器690可通过ADC而确定主机电源工作正常。响应于主机电源工作正常，微控制器通过GPIO接口向电压转换器640输出使能信号。从而来自主机电源的电力通过电压转换器640提供给负载。

而当主机电源掉电时，第一开关630检测到主机电源掉电而断开，并输出有效的“Fault#”信号来闭合第二开关635。从而电容610通过第二开关635输出电力。微控制器690通过ADC检测到主机电源掉电。由于电容610输出的电力通过第二开关635而提供到电压转换器640，电压转换器640接收到的电力在一段时间内可处于正常范围，并可使电压转换器640的输出处于正常状态。在这段时间内，电压转换器640输出有效的“PowerGood”信号。响应于收到有效的“PowerGood”以及通过ADC检测到主机电源掉电，微控制器690向电压转换器640的使能端提供使能信号。从而来自电容610的电力通过电压转换器640提供给负载。

主机电源掉电后，随着电容610放电，电容610输出的电压逐渐下降。当电容610提供给电压转换器640的电压下降到正常范围之外时，电压转换器640无法继续保持正常输出，继而降压转换器640向微控制器690输出无效的“PowerGood”信号。响应于收到无效的“PowerGood”以及通过ADC检测到主机电源掉电，微控制器690向电压转换器640的使能端提供禁能信号。从而电压转换器640关闭，来自电容610的电力不会被提供给负载，从而避免了电容610的输出电压跃升给负载带来的不利影响。

在进一步的实施例中，供电电路还包括稳压器680，用于将主机电源转换为具有适当电压值的输出，来为微控制器690等提供电力。稳压器680的输入端耦合到主机电源。稳压器680的输出耦合到微控制器690的电源输入端。

继续参看图6，在根据本发明的另一个实施例中，将微控制器690作为电源管理电路而集成在集成电路内。集成电路中还可包括CPU核、闪存控制器和/或其他IP核(知识产权核，Intellectual Property Core)等。在可选的实施例中，使用通用IO接口替换为数字输入接口或数字输出接口。在依然可选的实施例中，在集成电路中提供ADC用于检测主机电源的状态，提供数字输入接口用于获取电压转换器640输出的“PowerGood”信号，提供数字输出接口用于控制电压转换器640的使能端，以及利用集成电路中的CPU核或其他具有处理能力的控制电路实现对ADC输出和数字输入接口采集的信号的处理，并产生到数字输出接口的输出。在依然进一步的实施例中，集成电路的电源管理电路还基于主机电源状态而产生对第二开关635的控制信号。当电源管理电路检测到主机电源异常时，向第二开关635提供控制信号，来控制电容610通过第二开关635放电。

已经为了示出和描述的目的而展现了对本发明的描述，并且不旨在以所公开的形式穷尽或限制本发明。对所属领域技术人员，许多调整和变化是显而易见的。

Claims (10)

1.一种供电电路，用于向负载提供电力，所述供电电路耦合到第一电源，

所述供电电路包括备用电源、控制电路；

所述备用电源的第一端耦合到所述负载，所述备用电源的第二端耦合到地；

所述控制电路包括电压转换电路、逻辑运算电路、第一电压检测电路；

所述电压转换电路用于将所述备用电源和/或所述第一电源输出的电能提供给所述负载；

所述第一电压检测电路用于检测所述第一电源的输出电压，并基于检测结果将第一指示信号提供给所述逻辑运算电路；

所述电压转换电路还用于检测所述电压转换电路的输出电压，并基于检测结果将第二指示信号提供给所述逻辑运算电路；

所述逻辑运算电路对所述第一指示信号与第二指示信号进行逻辑运算，将指示运算结果的信号提供给所述电压转换电路的使能端。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其中

当所述第一电源处于正常状态时，所述第一电源的输出电压处于正常范围，所述第一电压检测电路输出第一状态的第一指示信号；

当所述第一电源处于异常状态时，所述第一电源的输出电压处于不正常范围时，所述第一电压检测电路输出第二状态的第一指示信号；

当所述电压转换电路的输出电压处于正常范围时，所述电压转换电路输出第一状态的第二指示信号；

当所述电压转换电路的输出电压处于不正常范围时，所述电压转换电路输出第二状态的第二指示信号；

响应于所述第二状态的第一指示信号与第一状态的第二指示信号，所述逻辑运算电路向所述电压转换电路输出使能信号，使所述电压转换电路将所述备用电源输出的电能提供给所述负载。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其中

响应于所述第一状态的第一指示信号，所述逻辑运算电路向所述电压转换电路输出使能信号，使所述电压转换电路将所述第一电源输出的电能提供给所述负载。

4.根据权利要求2或3所述的供电电路，其中

响应于所述第二状态的第一指示信号与第二状态的第二指示信号，所述逻辑运算电路向所述电压转换电路输出禁能信号，使所述电压转换电路断开所述备用电源到所述负载的电力传输。

5.根据权利要求2-4之一所述的供电电路，其中

所述第一状态的第一指示信号是状态为逻辑“1”的信号；

所述第二状态的第一指示信号是状态为逻辑“0”的信号；

所述第一状态的第二指示信号是状态为逻辑“1”的信号；

所述第二状态的第二指示信号是状态为逻辑“0”的信号；以及

所述逻辑运算电路，对所述第一指示信号与第二指示信号进行逻辑“或”运算。

6.根据权利要求1-5之一所述的供电电路，还包括第一开关与第二开关，

所述第一开关的输入端耦合到所述第一电源，所述第一开关的输出端耦合到所述电压转换电路的输入端；

当所述第一电源处于正常状态时，所述第一开关闭合；

当所述第一电源处于异常状态时，所述第一开关断开并输出第三指示信号；

所述第二开关的输入端耦合到所述备用电源的输出端，所述第二开关的输出耦合到所述电压转换电路，所述第二开关的控制端耦合到所述第一开关提供的第三指示信号；响应于第三指示信号有效，所述第二开关闭合。

7.一种供电方法，用于向负载提供电力，包括：

确定备用电源的状态；

当所述备用电源的输出电压低于阈值时，切断所述备用电源到所述负载的电力输送。

8.根据权利要求7所述的供电方法，还包括：

确定主电源的状态；当所述主电源正常时，使所述主电源向所述负载供电。

9.根据权利要求7或8所述的供电方法，还包括：

当所述主电源工作异常时，使所述备用电源向所述负载供电。

10.一种供电方法，用于向负载提供电力，包括：

使备用电源通过电压转换器向负载供电；

确定电压转换器的输出电压是否处于正常状态；

当所述电压转换器的输出电压处于非正常状态时，禁能所述电压转换器，从而切断所述备用电源到所述负载的电力输送。