一种电源组件及存储系统技术方案

本发明专利技术涉及计算机数据存储技术领域，并提供了一种电源组件及存储系统。当计算机发生掉电时，电源控制模块根据第二变压器所发出的掉电触发信号，向电子开关发送导通信号，并由第一储能装置向第一变压器供电，电压转换模块自主板电源接口获取直流电，并经过若干次变压变换后为计算机中的若干数据掉电保护装置供电，数据掉电保护装置中的控制器从电源控制模块接收到自第二变压器所生成的掉电触发信号后，将易失性存储器中的数据并行地备份至非易失性存储器。在本发明专利技术中，可实现通过一个电源组件为多个数据掉电保护装置提供电力供应，提高了用户进行扩展的便捷性，有效降低了用户的扩展成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电源组件及存储系统
本专利技术涉及计算机数据存储
，尤其涉及一种为计算机中发生异常掉电时具有数据备份功能的数据掉电保护装置提供电力供应的电源组件以及包括该电源组件的一种存储系统。
技术介绍
随着服务器和网络存储设备的发展，对计算机中运行及存储的数据安全性提出了更高的要求。但是，对于一些突发的掉电情况，例如市电停电或者人为误操作切断计算机电源时，会导致正在计算机的中央处理器及内存中运行的数据发生丢失的情况。为解决上述问题，现有技术中通常采用UPS（不间断电源）或者超级电容（Super-Capacitor）为计算机的中央处理器及内存提供短时间的电力供应，以备计算机在掉电时将中央处理器及内存中的数据备份到非易失性存储装置中。上述非易失性存储装置可以为机械磁盘（HardDisk）、磁带或者固态硬盘驱动器（SSD，Solid-stateDisk）。其中，固态硬盘驱动器因其具备小巧的体积、逐渐降低的成本及较高长的使用寿命，正在成为行业内的主流的非易失性存储装置；同时，由于超级电容具有较长的使用寿命和相对较小的体积，正与固态硬盘驱动器相结合，并成为计算机掉电后数据保护的主流技术，相关技术可参考专利号ZL200910159932.X，授权公告号为CN101630293B的中国授权专利。由于超级电容存在电容损耗，同时在超级电容充满电后，其存储的电量会逐渐下降；因此，当计算机发生意外掉电时，需要保证超级电容中保持足够的电量，以支持中央处理器及内存中的数据能够全部备份到固态硬盘驱动器中。在现有技术中，一方面，由于将内存和固态硬盘驱动器以及其他芯片集成在一个PCB上，所以当我们需要对计算机的内存和固态硬盘驱动器进行扩展升级时，需要将多个集成上述电子元件的PCB插入计算机主板上。由于超级电容尺寸通常比较大，因此导致计算机的主机箱中的布局显得比较局促。另一方面，由于每个PCB上都配套地设置与超级电容相互作用以提供数据掉电保护功能的电路结构，因此导致整个数据掉电保护装置的制造成本比较高。此外，由于数据掉电保护装置在计算机发生意外掉电时，是根据全部内存的容量来将内存中的数据备份至非易失性存储器（例如NAND闪存）中去的，因此当用户对包含内存及非易失性存储器的数据掉电保护装置进行升级的时候，往往无法预估此刻计算机中所含有的超级电容的总电荷储存能力的大小是否满足数据备份的需求。当计算机发生意外掉电时，可能发生超级电容中的电能不足以支撑中央处理器及内存中的数据全部备份至非易失性存储器中，从而导致计算机系统的不稳定；而用户自行地接插超级电容往往又不知道需要增加多少容量的超级电容。由于超级电容本身的价格比较昂贵，因此过多地连接超级电容会造成浪费，而过少地连接超级电容又会导致在计算机发生意外掉电时超级电容所储存的电量不够用，而导致计算机系统发生不稳定以及一致性等诸多问题。有鉴于此，有必要对现有技术中的数据掉电保护装置的供电装置及计算机的存储系统予以改进，以解决上述瑕疵。
技术实现思路
本专利技术的第一个专利技术目的在于提供一种电源组件，防止计算机在正常供电时超级电容反复进行“充电-放电”的循环过程，从而提高超级电容的使用寿命，并确保计算机在因突然掉电时有足够的电量支撑数据掉电保护装置中的正在运行数据完成数据备份过程。为实现上述第一个专利技术目的，本专利技术提供了一种电源组件，包括顺次电性连接的第一变压器、主板电源接口及电压转换模块，以将市电转换为指定电压并为计算机中的若干数据掉电保护装置供电，所述电源组件还包括：电性连接于所述第一变压器的第二变压器和逆变器、电性连接于第二变压器与逆变器之间的第一储能装置和电子开关、以及电源控制模块；所述电子开关在计算机正常供电时保持常断状态，当计算机发生掉电时，所述电源控制模块获取第二变压器生成的掉电触发信号并向电子开关发送导通信号，并由第一储能装置向第一变压器供电。作为本专利技术的进一步改进，所述电子开关电性连接于第一储能装置与逆变器之间。作为本专利技术的进一步改进，所述主板电源接口为ATX电源接口；所述电压转换模块由低压差线性稳压器和/或DC-DC转换器组成。作为本专利技术的进一步改进，在所述电源主板接口与电压转换模块之间还并联一个第二储能装置，所述第二储能装置的电容量大于或者等于所述第一储能装置的电容量。作为本专利技术的进一步改进，还包括分别与所述电压转换模块及电源控制模块电性连接的控制器电压输出接口，用以接收由电源控制器模块发出的中断信号，并将由所述电压转换模块转换后的直流电提供至数据掉电保护装置。作为本专利技术的进一步改进，所述第一储能装置和第二储能装置包括若干超级电容组，所述超级电容组由若干超级电容串联而成。作为本专利技术的进一步改进，所述电子开关包括MOS管、继电器、三极管、IGBT管或者晶体闸流管。本专利技术的第二个专利技术目的在于提供一种存储系统，以将若干数据掉电保护装置中的具电源供应的模块实现有效地集成，并实现通过一个电源组件同时为多个数据掉电保护装置提供电力供应，以提高用户进行扩展的便捷性，并有效降低用户的扩展成本。为实现上述第二个专利技术目的，本专利技术提供了一种存储系统，包括若干数据掉电保护装置，所述数据掉电保护装置包括控制器、与控制器相连的若干易失性存储器及若干非易失性存储器，以及与控制器相连并至少与主机进行数据和信号传输的接口模块；所述存储系统还包括一个如上述所述的电源组件，所述电源组件电性连接至少一个数据掉电保护装置；当计算机发生掉电时，所述电源组件为数据掉电保护装置提供短时间的电力供应，以将易失性存储器中的数据备份至非易失性存储器中。作为本专利技术的进一步改进，所述接口模块包括DIMM接口或PCI-E接口。作为本专利技术的进一步改进，所述数据掉电保护装置还包括与控制器电性连接的控制器电压输入接口，所述电源组件还包括分别与所述电压转换模块和电源控制模块电性连接的控制器电压输出接口，以及模组化导线组件；所述控制器电压输出接口能够通过模组化导线组件与控制器电压输入接口进行电源及控制信号的传输。作为本专利技术的进一步改进，所述存储系统包括至少两个数据掉电保护装置，每个数据掉电保护装置通过各自的控制器电压输入接口及模组化导线组件并联至电源组件的控制器电压输出接口。作为本专利技术的进一步改进，所述数据掉电保护装置还包括设置在控制器电压输入接口和控制器、易失性存储器及非易失性存储器之间的低压差线性稳压器。作为本专利技术的进一步改进，所述电源组件还包括与电源控制模块相连的报警装置，所述电源控制模块包含一个存储模块；所述存储模块被配置为保存接入计算机中的易失性存储器及非易失性存储器的存储介质配置参数，以及第一储能装置的电容量配置参数；当计算机上电自检时，将存储介质配置参数与电容量配置参数进行比较，若电容量配置参数不满足存储介质配置参数要求时，电源控制模块向报警装置发送使能信号以驱动所述报警装置；所述报警装置包括蜂鸣器、LED，所述存储模块包括E2PROM、ROM，所述控制器包括FPGA或者ASIC，所述易失性存储器为DRAM，所述非易失性存储器包括NAND闪存和/或相变存储器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在本专利技术中通过对由超级电容组成的储能装置的合理控制，提高了对超级电容的合理利用；同时通过将一个电源组件同时为多个数据掉电保护装置提供电力供应，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源组件，包括顺次电性连接的第一变压器、主板电源接口及电压转换模块，以将市电转换为指定电压并为计算机中的若干数据掉电保护装置供电，其特征在于，所述电源组件还包括：电性连接于所述第一变压器的第二变压器和逆变器、电性连接于第二变压器与逆变器之间的第一储能装置和电子开关、以及电源控制模块；所述电子开关在计算机正常供电时保持常断状态，当计算机发生掉电时，所述电源控制模块获取第二变压器生成的掉电触发信号并向电子开关发送导通信号，并由第一储能装置向第一变压器供电。

【技术特征摘要】
1.一种电源组件，包括顺次电性连接的第一变压器、主板电源接口及电压转换模块，以将市电转换为指定电压并为计算机中的若干数据掉电保护装置供电，其特征在于，所述电源组件还包括：电性连接于所述第一变压器的第二变压器和逆变器、电性连接于第二变压器与逆变器之间的第一储能装置和电子开关、以及电源控制模块；所述电子开关在计算机正常供电时保持常断状态，当计算机发生掉电时，所述电源控制模块获取第二变压器生成的掉电触发信号并向电子开关发送导通信号，并由第一储能装置向第一变压器供电；第一储能装置中的超级电容的规格，可根据下述公式(1)计算得到：C≥I*t/ΔV+C0(1)；其中，C为第一储能装置所具有的最小电荷存储量；I为数据掉电保护装置在意外掉电后开始备份数据至数据备份完毕的过程中的平均工作电流；ΔV为第一储能装置在充满电时两端的电压V1与其无法驱动逆变器时的电压V2之间的电压差；t为第一储能装置两端的电压从V1降低至V2所用时间；C0为第一储能装置无法驱动逆变器时的残余电荷量。2.根据权利要求1所述的电源组件，其特征在于，所述电子开关电性连接于第一储能装置与逆变器之间。3.根据权利要求1所述的电源组件，其特征在于，所述主板电源接口为ATX电源接口；所述电压转换模块由低压差线性稳压器和/或DC-DC转换器组成。4.根据权利要求1所述的电源组件，其特征在于，在所述主板电源接口与电压转换模块之间还并联一个第二储能装置，所述第二储能装置的电容量大于或者等于所述第一储能装置的电容量。5.根据权利要求1所述的电源组件，其特征在于，还包括分别与所述电压转换模块及电源控制模块电性连接的控制器电压输出接口，用以接收由电源控制器模块发出的中断信号，并将由所述电压转换模块转换后的直流电提供至数据掉电保护装置。6.根据权利要求4所述的电源组件，其特征在于，所述第一储能装置和第二储能装置包括若干超级电容组，所述超级电容组由若干超级电容串联而成。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源组件，其特征在于，所述电子开关包括MOS管、继电器、三极管、IGBT管或者晶体闸流管。8.一种存储系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金虎，H·F·黄，李惊雷，
申请(专利权)人：无锡云动科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32