概述

電源故障往往會產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，導(dǎo)致系統(tǒng)故障和數(shù)據(jù)丟失，并對服務(wù)器和設(shè)備造成損壞。本文將介紹如何使用?MP5515?來保護(hù)固態(tài)硬盤 (SSD) ，以避免其受到突發(fā)斷電的影響。

固態(tài)硬盤遭遇電源故障通常會帶來三項(xiàng)主要損失：

• 用戶寫入數(shù)據(jù)丟失

• 閃存轉(zhuǎn)換層映射信息丟失

• 物理損壞風(fēng)險(xiǎn)增大。固態(tài)硬盤在讀寫過程中如果受到強(qiáng)烈震動(dòng)或突然斷電，磁頭會劃傷介質(zhì)

使用 MP5515 實(shí)現(xiàn)能量存儲與釋放管理

MP5515?是一款具備輸入電源調(diào)節(jié)能力的電源管理芯片（PMIC），可為企業(yè)固態(tài)硬盤、非易失性雙列直插式存儲器模塊 (NVIDMM) 以及其他應(yīng)用提供緊湊、高效的備用電源管理解決方案。該芯片包含比超級電容更加可靠的鉭電容，另外還可以檢測電路的健康狀況以保證數(shù)據(jù)安全。

MP5515采用高壓儲能方式，集成了升壓、降壓、輸入限流、輸入反向電流閉鎖保護(hù)，以及斷電監(jiān)測功能。它只需一個(gè)電感器和小型反饋電壓電阻即可啟動(dòng)系統(tǒng)。

正常工作期間，MP5515?將能量存儲在高壓電容器中。一旦發(fā)生電源故障，MP5515可以將能量從存儲電容器傳輸?shù)娇偩€電壓線上。這種能量傳輸為系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的備用電源。

MP5515?的其他主要特性包括：

• 2.7V 至 18V 的寬工作輸入電壓 (VIN) 范圍

• 高達(dá) 32V 的可調(diào)存儲電壓

• 高達(dá) 6A 的可調(diào)輸入限流

• 5A 降壓負(fù)載能力

• 可調(diào)VB 電壓 (VB) 上升斜率

• 集成14mΩ MOSFET實(shí)現(xiàn)輸入限流

• 輸入過壓保護(hù) (OVP)

• 反向電流保護(hù) (RCP)

• 輸入電源故障指示器

• 備用電容健康測試

• 集成電壓、電流和溫度檢測

MP5515?最大限度地減少了標(biāo)準(zhǔn)外部元器件的使用，采用 30-引腳 QFN (5mmx5mm)封裝。該器件還提供 I2C通信以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。下面將詳細(xì)討論 MP5515 在能量儲能與釋放管理方面所具有的戰(zhàn)略優(yōu)勢。

應(yīng)對突發(fā)斷電

為了最大限度地減少數(shù)據(jù)丟失，MP5515?設(shè)計(jì)有一個(gè)包含高能量密度電容器的斷電檢測電路。圖?1?所示為采用MP5515?的集成解決方案。

電熔絲（E-fuse）模塊持續(xù)監(jiān)測固態(tài)硬盤的電源電壓。當(dāng)電源電壓下降至設(shè)定的閾值，即表示外部電源突然發(fā)生故障，電熔絲將切斷電源電路。充足的電源保護(hù)窗口期為數(shù)據(jù)從緩存閃存至NAND?提供了足夠的時(shí)間。之后，電容器形成放電路徑；一旦電源再次接通，電容器會快速充電。

電熔絲和集成雙向升降壓

當(dāng)系統(tǒng)供電充足時(shí)，輸入到輸出的隔離電路需要二極管、降壓和升壓。采用5個(gè)或以上FET和二極管不僅會增加功耗，還會降低效率。但MP5515通常只需要其集成的14mΩ MOSFET 就能實(shí)現(xiàn)輸入限流。

當(dāng)發(fā)生異常電源故障時(shí)，MP5515?的集成雙向升降壓變換器只有三個(gè) FET，這有助于降低功耗，同時(shí)最小化整個(gè)解決方案的尺寸。圖 2 顯示了當(dāng) VB為 7.5V 時(shí)，MP5515 在待機(jī)功耗模式下的效率曲線。

圖 3 顯示了當(dāng) VB為 10V 時(shí)，MP5515?在待機(jī)功耗模式下的效率曲線。

更小的儲能電容器

依照能量守恒定律，當(dāng)儲能電容器電壓升高時(shí)，其容量顯著降低。MP5515可以將儲能電容器的電壓提高到36V，在恒定能量需求之下，電容可降至?2.5mF?，ESR也同時(shí)降低。而通常情況下，儲能電容的額定電壓為18V，電容為8.4mF。

高度集成的芯片

傳統(tǒng)解決方案通常需要將至少4個(gè)芯片與復(fù)雜的外圍硬件電路和軟件技術(shù)相匹配。而MP5515?提供了僅需單個(gè)電感的集成解決方案。?圖?4?所示為MP5515?的典型應(yīng)用電路。

由圖 5可以看出，MP5515最大限度地減少了所需的外部元器件數(shù)量。

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