本發(fā)明屬于服務(wù)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種交流電網(wǎng)電壓突變的硬盤保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的服務(wù)器在沒有UPS的條件下，電腦硬盤在交流電網(wǎng)電壓波動時及瞬降時，會經(jīng)常出現(xiàn)磁盤壞道，因?yàn)樵诖诺鷻C(jī)高速運(yùn)行讀取時供電系統(tǒng)突然停止能量供應(yīng)，導(dǎo)致硬盤產(chǎn)生壞道，磁片信息讀取遲鈍，老化加速，壽命縮短。同時還會有電網(wǎng)瞬變產(chǎn)生浪涌諧波，對終端系統(tǒng)的硬盤造成供電之路的干擾。

基于成本原因，安全系數(shù)，工作環(huán)境溫度考慮，部分工業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)逐步取消蓄電池UPS儲能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種交流電網(wǎng)電壓突變的硬盤保護(hù)電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中由于交流電網(wǎng)電壓突變或瞬降導(dǎo)致服務(wù)器數(shù)據(jù)保存不及時或損壞的問題。

本發(fā)明提供了一種交流電網(wǎng)電壓突變的硬盤保護(hù)電路，包括：電網(wǎng)輸入端保險絲模塊，防浪涌整流AC-DC模塊，直流電壓儲能電路，過流過壓保護(hù)模塊，脈寬調(diào)頻模塊，主變換器模塊，電壓反饋矯正模塊，電網(wǎng)電壓檢測互感器和微處理器模塊；所述電網(wǎng)輸入端保險絲模塊的輸入端用于連接電網(wǎng)；所述防浪涌整流AC-DC模塊的輸入端連接至所述電網(wǎng)輸入端保險絲模塊的第一輸出端，所述直流電壓儲能電路的輸入端連接至所述防浪涌整流AC-DC模塊的第一輸出端；所述過流過壓保護(hù)模塊的輸入端連接至防浪涌整流AC-DC模塊的第二輸出端，所述脈寬調(diào)頻模塊的輸入端連接至過流過壓保護(hù)模塊的輸出端，所述主變換器模塊的第一輸入端連接至所述直流電壓儲能電路的輸出端；所述主變換器模塊的第二輸入端連接至脈寬調(diào)頻模塊的輸出端；所述主變換器模塊的輸出端連接至所述微處理器模塊；所述電壓反饋矯正模塊的輸入端連接至所述主變換器模塊的輸出端，所述電壓反饋矯正模塊的輸出端連接至所述過流過壓保護(hù)模塊的反饋端；所述電網(wǎng)電壓檢測互感器的輸入端連接至所述電網(wǎng)輸入端保險絲模塊的第二輸出端，所述電網(wǎng)電壓檢測互感器的輸出端連接至所述微處理器模塊。

更進(jìn)一步地，所述直流電壓儲能電路包括依次并聯(lián)連接的第一鋁電解電容EC1、第二鋁電解電容EC2、第三鋁電解電容EC3、第四鋁電解電容EC4和電容C2；其正極用于連接至所述防浪涌整流AC-DC模塊的正極，其負(fù)極接地。

更進(jìn)一步地，所述電網(wǎng)電壓檢測互感器包括：變壓器T2、二極管D2、二極管D4、二極管D6、二極管D7、電容C3、電容C9、電容C10和電容C11；

所述二極管D4的陰極與所述二極管D6的陽極連接，所述二極管D2的陰極與所述二極管D67的陽極連接，所述二極管D4的陽極和所述二極管D2的陽極接地，所述二極管D6的陰極和所述二極管D7的陰極連接后與所述電容C3的一端連接，所述電容C3的另一端接地；所述電容C9、所述電容C10和所述電容C11依次與所述電容C3并聯(lián)連接；所述變壓器T2的初級繞組作為輸入端用于連接至電網(wǎng)輸入端保險絲模塊，所述變壓器T2的次級繞組的一端連接在二極管D4和二極管D6的連接端，所述變壓器T2的次級繞組的另一端連接在二極管D2和二極管D7的連接端。

更進(jìn)一步地，所述主變換器模塊包括主變換器T1和場效應(yīng)開關(guān)管Q1；所述主變換器T1包括三個繞組，第一繞組的異名端作為所述主變換器模塊的第一輸入端，第一繞組的同名端與所述場效應(yīng)開關(guān)管Q1的漏極連接，所述場效應(yīng)開關(guān)管Q1的柵極作為所述主變換器模塊的第二輸入端，所述場效應(yīng)開關(guān)管Q1的源極接地；第二繞組的同名端連接電源，第二繞組的異名端接地；第三繞組的同名端作為所述主變換器模塊的輸出端，第三繞組的異名端接地。

通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于電網(wǎng)電壓瞬降時，傳統(tǒng)的UPS電源蓄電池通過續(xù)航逆變，將DC低壓直流信號轉(zhuǎn)換為正玄波交流電信號，轉(zhuǎn)換為220V交流電壓，以保證終端產(chǎn)品掉電后短時間工作數(shù)據(jù)保存，由于電池需要定期維護(hù)更換，工作環(huán)境要求較高，不利于高溫及高空作業(yè)環(huán)境，此電路中的直流電壓儲能電路通過高壓鋁電解的多數(shù)量并聯(lián)存儲電荷，掉電后可以持續(xù)，不需要維護(hù)成本，且系統(tǒng)成本較傳統(tǒng)UPS低，在通信電子產(chǎn)品，服務(wù)器，攝像機(jī)，帶數(shù)據(jù)存儲的領(lǐng)域提供可靠的能源維持及有效的保護(hù)，能夠取得電源轉(zhuǎn)換器小型化，高效率，長壽命和高可靠性的數(shù)據(jù)存儲硬盤保護(hù)的有益效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的交流電網(wǎng)電壓突變的硬盤保護(hù)電路的原理框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的交流電網(wǎng)電壓突變的硬盤保護(hù)電路的具體電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的交流電網(wǎng)電壓突變的硬盤保護(hù)電路重點(diǎn)解決電網(wǎng)電壓掉電后，儲能電源內(nèi)的高壓儲能電容將持續(xù)為負(fù)載提供1分鐘的續(xù)航保證能力，同時交流電網(wǎng)掉電瞬間提供訊號給系統(tǒng)微處理器，微處理器在3S內(nèi)發(fā)出指令。

通常工業(yè)電及民用的電壓為220V，50HZ，60HZ正弦波交流電壓，當(dāng)線路異常或者其它原因220V電壓突然變?yōu)?V，導(dǎo)致終端用戶正在使用微型控制系統(tǒng)(無儲能電池)時突然斷電，系統(tǒng)崩潰，通訊信息丟失，硬件損壞等異常。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電網(wǎng)電壓突變硬盤保護(hù)電路包括電網(wǎng)輸入端保險絲模塊1，防浪涌整流AC-DC模塊2，直流電壓儲能電路3，主變換器模塊4，過流過壓保護(hù)模塊5，脈寬調(diào)頻模塊6，電壓反饋矯正模塊7，電網(wǎng)電壓檢測互感器8和微處理器模塊9；電網(wǎng)輸入端保險絲模塊1的輸入端用于連接電網(wǎng)；防浪涌整流AC-DC模塊2的輸入端連接至所述電網(wǎng)輸入端保險絲模塊1的第一輸出端，直流電壓儲能電路3的輸入端連接至防浪涌整流AC-DC模塊2的第一輸出端；過流過壓保護(hù)模塊5的輸入端連接至防浪涌整流AC-DC模塊2的第二輸出端，脈寬調(diào)頻模塊6的輸入端連接至過流過壓保護(hù)模塊5的輸出端，主變換器模塊4的第一輸入端連接至直流電壓儲能電路3的輸出端；主變換器模塊4的第二輸入端連接至脈寬調(diào)頻模塊6的輸出端；主變換器模塊4的輸出端連接至微處理器模塊9；電壓反饋矯正模塊7的輸入端連接至主變換器模塊4的輸出端，電壓反饋矯正模塊7的輸出端連接至過流過壓保護(hù)模塊5的反饋端；電網(wǎng)電壓檢測互感器8的輸入端連接至電網(wǎng)輸入端保險絲模塊1的第二輸出端，電網(wǎng)電壓檢測互感器8的輸出端連接至微處理器模塊9。

在本發(fā)明實(shí)施例中，電網(wǎng)輸入端保險絲模塊后兩路分支，一組與主電源整流濾波，防浪涌電路，AC-DC模塊連接提供主終端服務(wù)器硬盤處理器。為服務(wù)器硬盤提供供電能量，另一支路通過電網(wǎng)電壓檢測互感器，將電網(wǎng)訊號突然變化為0V是，經(jīng)耦合傳遞至二次側(cè)低壓電路，即微分積分電路經(jīng)過信號放大，濾波，微處理器模塊輸出OFF信號，同時輸出保存數(shù)據(jù)指令，硬盤供電電源在直流電壓儲能電路，主變換器模塊的驅(qū)動下，1分鐘后停止工作。

為了更進(jìn)一步的說明本發(fā)明實(shí)施例提供的電網(wǎng)電壓突變硬盤保護(hù)電路，現(xiàn)詳述其工作原理如下：

電網(wǎng)輸入端保險絲模塊1包括過流保護(hù)器件F1，浪涌抑制器件NTC1，NTC2，電磁干擾抑制器件CX1，X電容放電電阻R1，R1A，R1B，R1C。F1采用快斷陶瓷符合CCC國標(biāo)的安規(guī)器件，F(xiàn)1之后輸入電壓L，N2路并行走線，第一路為終端服務(wù)器負(fù)載硬盤供電主線路，通過輸入電源的防浪涌與整流AC-DC模塊濾除電網(wǎng)輸入端的浪涌，雷擊，諧波信號處理。

作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，防雷擊的器件位置為MOV1，規(guī)格為14D561，其雷擊電壓的通流量為6KV，3KA(8/20us雷擊脈沖時間)，此電路器件可以防止，電網(wǎng)三相四線制橋接線路，受到雷擊干擾，工業(yè)設(shè)備瞬間ON/OFF，產(chǎn)生的高達(dá)6KV雷擊電壓進(jìn)行抑制，嵌位吸收，避免諧波雜訊進(jìn)入后端線路。

電網(wǎng)整流后的直流電壓約360V經(jīng)過整流處理后，進(jìn)入DC電壓儲能電路，圖2中，直流電壓儲能電路3由元器件鋁電解電容EC1，EC2，EC3，EC4和電容C2并聯(lián)組成，電解電容正極連接橋堆AC-DC整流器件BD1正極，負(fù)極連接系統(tǒng)地線DC-。4PCS 330UF/450V，尺寸直徑35*高度30高壓鋁電解電容并聯(lián)連接，組成直流電壓儲能主電路，直流電壓360V在電網(wǎng)電壓跌落停止后可持續(xù)提供60S的殘余電壓，可持續(xù)供主變換器模塊PWM工作60S，此鋁電解電容耐溫-40-125度，可以在0-70度環(huán)境溫度下持續(xù)工作10年以上，解決了傳統(tǒng)蓄電池對環(huán)境，溫度敏感，可靠性及維護(hù)的成本。

本發(fā)明實(shí)施例中，BD1橋式整流器采用直插式厚膜式封裝，正向流通電流8安培，耐壓1000V，EC1-EC4取代了傳統(tǒng)蓄電池，在交流電網(wǎng)電壓瞬降為0V時，由此4PCS鋁電解組合的儲能電路可以提供60S，可以供功率60W以內(nèi)的終端服務(wù)器硬盤持續(xù)工作1分鐘，由于鋁電解有旁路，隔直流，通交流特性，BD1整流后的直流電平有效的抑制了直流電壓上疊加的雜訊，紋波及高頻噪聲，有效的降低了電源對外界環(huán)境的干擾，及電磁干擾，主變換器模塊4包括圖2中主變換器T1，場效應(yīng)開關(guān)管Q1共同組成，PWM芯片輸出矩形狀開關(guān)頻率脈沖，由PWM控制芯片U1的PIN6引腳通過R8，連接到場效應(yīng)管Q1的驅(qū)動腳柵極，D1，R7與R8并聯(lián)使用，加快場效應(yīng)管Q1OFF時的響應(yīng)速度，可以有效的減少場效應(yīng)管Q1高速開關(guān)產(chǎn)生的EMI電磁干擾，及電路軟啟動作用，主變換器模塊T1二次側(cè)繞組為隔離后的安全電壓，通過整流二極管D4，連接至EC6電解電容正極，通過L1.LF2高頻濾波，負(fù)載連接至微處理器及硬盤供電VCC電路正極。負(fù)極電流與LF2共模電感，EC9-FC8-EC7-EC6旁路到變壓器二次側(cè)繞組負(fù)極形成回路。

本發(fā)明實(shí)施例中，還包括有電壓反饋矯正模塊，電壓反饋矯正模塊同時檢測主變換模塊輸出電壓和二次側(cè)負(fù)載硬盤供電電壓，并反饋給PWM/過電壓保護(hù)，過電流保護(hù)控制模塊。本發(fā)明實(shí)施例中，電壓反饋矯正模塊7包括嵌位二極管D5、限流電阻R19，三端穩(wěn)壓器U3和光耦U1A。當(dāng)二次側(cè)電壓偏高時，圖2中A點(diǎn)電壓上升，R23與R22連接的共同點(diǎn)，即基準(zhǔn)點(diǎn)電壓上升，導(dǎo)致U3三端穩(wěn)壓器驅(qū)動腳同步上升，U3陽極開始導(dǎo)通，動作，U1A光電耦合器隔離器件內(nèi)部發(fā)光二極管亮度增強(qiáng)，阻抗減小。同步，U1B光耦的一次側(cè)的阻抗同步減小，U1PWM芯片2腳電位減低，通過內(nèi)部PWM運(yùn)算，比較，從PIN 6調(diào)整輸出的60KHZ頻率波形的占空比，以達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的目的。

本發(fā)明實(shí)施例中，包含主功率變換器的過電流，過電壓保護(hù)電路，具體為圖2中場效應(yīng)管Q1源極對地電流實(shí)時監(jiān)控圖，R5上電位的高低信號通過C5貼片電容濾波，旁路后與過壓信號匯合，統(tǒng)一接入PWM控制芯片U1的4PIN，U1內(nèi)部放大運(yùn)算后PIN6輸出可控的占空比調(diào)整輸出的功率，過壓信號電路包括T1變壓器輔助繞組的整流ZD2，補(bǔ)償電阻R14，與過流信號匯總進(jìn)入PWM調(diào)制芯片，U16PIN智能調(diào)整占空比，輸出電壓降低。

本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)AC電網(wǎng)交流電壓突然停止，電網(wǎng)電壓檢測互感器8用于將電網(wǎng)訊號轉(zhuǎn)換為磁場信號，包括：變壓器T2、二極管D2、二極管D4、二極管D6、二極管D7、電容C3、電容C9、電容C10和電容C11；二極管D4的陰極與二極管D6的陽極連接，二極管D2的陰極與二極管D67的陽極連接，二極管D4的陽極和二極管D2的陽極接地，二極管D6的陰極和二極管D7的陰極連接后與電容C3的一端連接，電容C3的另一端接地；電容C9、電容C10和電容C11依次與電容C3并聯(lián)連接；變壓器T2的初級繞組作為輸入端用于連接至電網(wǎng)輸入端保險絲模塊1，變壓器T2的次級繞組的一端連接在二極管D4和二極管D6的連接端，變壓器T2的次級繞組的另一端連接在二極管D2和二極管D7的連接端。

變壓器T2一次側(cè)繞組無電壓，零磁場，同時二次側(cè)同步無磁場信號，PG信號檢測0電平，并將制令傳遞到微處理器，微處理器模塊發(fā)出數(shù)據(jù)保存信號，及硬盤停止信號。由于此時AC電網(wǎng)交流電壓已經(jīng)跌路為交流0V，數(shù)據(jù)保存及硬盤停止，需要備用能量維持60S，此時所需要的能量將由直流電壓儲能電路提供能源供給。具體工作原理如下：

L，N線電網(wǎng)電壓由220V突變?yōu)镺V，時，此時電網(wǎng)電壓檢測互感器和主變換器模塊這兩個電路并行工作，具體包括：

電網(wǎng)電壓檢測互感器：T2一次側(cè)繞組電壓為交流0V，二次側(cè)經(jīng)過變壓隔離后，輸出電壓為0電平，同時D2，D4，D6，D7組成的橋式整流及C3，C9，C10，C11濾波電路輸出電平為0V，PG信號傳遞至微處理器模塊，微處理器發(fā)出數(shù)據(jù)保存制令，此時硬盤數(shù)據(jù)保存后工作停止。

主變換器模塊：L，N線電壓跌落后，電網(wǎng)輸入端保險絲模塊，防浪涌與整流AC-DC模塊停止工作，BD1橋式整流器PIN2，PIN3交流電壓為0V，此時直流電壓儲能電路由于EC1，EC2，EC3，EC4充電后的殘余電壓，驅(qū)動主變換器模塊，脈寬調(diào)頻模塊，電壓反饋矯正模塊，負(fù)載硬盤/微處理器模塊正常工作，微處理器收到PG信號保存相關(guān)數(shù)據(jù)信息，延遲60S后整個線路停止工作。

由于通信行業(yè)部分產(chǎn)品長期工作在野外，高空模式，蓄電池工作環(huán)境受限，售后維護(hù)成本極高的條件下，采用此DC電壓儲能電路及電網(wǎng)訊號互感器，防止因?yàn)槊裼媒涣麟娋W(wǎng)電壓突變，瞬降造成服務(wù)器硬盤工作狀態(tài)不穩(wěn)定，本發(fā)明提前使負(fù)載硬盤在掉電前儲存數(shù)據(jù)，并延遲工作60S后平穩(wěn)斷電關(guān)機(jī)，數(shù)據(jù)得到保存，可以保存數(shù)據(jù)，保護(hù)硬盤。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。