固态硬盘的稳压控制系统的制作方法

本发明涉及固态硬盘领域，更具体地说，涉及一种固态硬盘的稳压控制系。

背景技术：

1、固态硬盘(solid state disk，ssd)是一种使用闪存芯片存储数据的电子设备，相比于传统的机械硬盘(hard disk drive，hdd)，具有更高的速度、更低的功耗、更小的体积、更轻的重量、更强的抗震能力等优点。因此，ssd作为数据存储和处理的重要部件，在航天领域有着广泛的应用，如在卫星、空间站、火箭、探测器等航天器上。

2、然而，ssd在太空运行时，也会面临一些挑战，其中之一就是电压不稳定的问题。电压不稳定是指电源电压的波动超过了规定的范围，导致电子设备的工作电压发生变化，影响其正常工作。如图1所示，是目前常见的应用于为固态硬盘供电的升降压开关稳压系统，该升降压开关稳压系统具备升压稳压和降压稳压的功能，其输出电压为vout＝vin*d/(1-d)，当占空比d在0-0.5之间时进行降压稳压，当占空比d在0.5-1之间时进行升压稳压，即该系统将占空比范围平分了两部分，但在系统调控方面精度相对较低。在宇宙中，由于环境相对苛刻，对系统的调控难以做到完全精确，而一旦系统的占空比出现偏差，则容易使系统输出的电压误差过大。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对上述固态硬盘的供电电源在环境相对苛刻的场合难以做到完全精确的调控而导致电压误差过大的问题，提供一种固态硬盘的稳压控制系统。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种固态硬盘的稳压控制系统，包括直流输入接口、直流降压单元、直流升压单元、直流输出接口和驱动单元，且所述稳压控制系统通过所述直流输入接口连接供电电源，并通过所述直流输出接口为固态硬盘供电；

3、所述直流降压单元和直流升压单元连接在直流输入接口和直流输出接口之间；所述驱动单元分别与所述直流升压单元、直流降压单元的控制端连接，且所述驱动单元在所述直流输入接口的电压小于目标参考电压时根据所述直流输出接口的电压控制所述直流升压单元将直流输入接口的输入电压转为目标参考电压输出到所述直流输出接口，以及在所述直流输入接口的电压大于目标参考电压时根据所述直流输出接口的电压控制所述直流降压单元将直流输入接口的输入电压转为目标参考电压输出到所述直流输出接口。

4、作为本发明的进一步改进，所述直流输入接口包括正直流输入端子和负直流输入端子，所述直流输出接口包括正直流输出端子、负直流输出端子，且所述负直流输入端子和负直流输出端子分别连接参考地；

5、所述直流降压单元和直流升压单元共用一个电感器，且所述直流降压单元还包括第一半导体开关和第二半导体开关，所述直流升压单元包括第三半导体开关和第四半导体开关；

6、所述第一半导体开关、电感器及第三半导体开关依次串联连接在所述正直流输入端子和正直流输出端子之间，且所述第一半导体开关和电感器的连接点构成第一电位点，所述电感器和第三半导体开关的连接点构成第二电位点，所述第二半导体开关连接在第一电位点和参考地之间，所述第四半导体开关连接在第二电位点和参考地之间；

7、所述驱动单元分别连接所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关的控制端，并在所述直流输入接口的电压大于目标参考电压时输出使第三半导体开关导通、第四半导体开关断开的控制信号，以及在所述直流输入接口的电压小于目标参考电压时输出使第一半导体开关导通、第二半导体开关断开的控制信号。

8、作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括第一电压检测模块、第一模式切换模块和第二模式切换模块，所述第一电压检测模块连接到所述直流输入接口并用于检测所述直流输入接口的电压；所述第一模式切换模块分别连接所述第一半导体开关和第二半导体开关的控制端，并在第一电压检测模块测得的电压小于目标参考电压时输出使第一半导体开关导通、第二半导体开关断开的控制信号；所述第二模式切换模块分别连接所述第三半导体开关和第四半导体开关的控制端，并在第一电压检测模块测得的电压大于目标参考电压时输出使第三半导体开关导通、第四半导体开关断开的控制信号。

9、作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括第二电压检测模块、第一驱动模块和第二驱动模块，所述第二电压检测模块连接到所述直流输出接口并用于检测所述直流输出接口的电压；所述第一驱动模块分别连接所述第一半导体开关和第二半导体开关的控制端，并在第一电压检测模块测得的电压大于目标参考电压时根据所述第二电压检测模块测得的电压动态调整输出到所述第一半导体开关和第二半导体开关的控制端的脉冲宽度调制信号，以使输出到直流输出接口的电压为目标参考电压；所述第二驱动模块分别连接所述第三半导体开关和第四半导体开关的控制端，并在第一电压检测模块测得的电压小于目标参考电压时根据所述第二电压检测模块测得的电压动态调整输出到所述第三半导体开关和第四半导体开关的控制端的脉冲宽度调制信号，以使输出到直流输出接口的电压为目标参考电压。

10、作为本发明的进一步改进，所述第一模式切换模块包括第五半导体开关、第一比较器、第一反相器和第二反相器，所述第一驱动模块包括第六半导体开关、第二比较器和第三比较器；

11、所述第一半导体开关、第二半导体开关、第五半导体开关及第六半导体开关均为n型mosfet，所述第一比较器的正输入端连接目标参考电压、负输入端连接第一电压检测模块的输出端，所述第一比较器的输出端经由第五半导体开关连接第一半导体开关的控制端、经由第一反相器连接第六半导体开关的控制端、以及经由第五半导体开关和第二反相器连接第二半导体开关的控制端，所述第五半导体开关的控制端与第一比较器的输出端连接；所述第二比较器的正输入端连接第二电压检测模块的输出端、负输入端连接目标参考电压，所述第二比较器的输出端连接所述第三比较器的负输入端，所述第三比较器的正输入端连接载波信号，所述第三比较器的输出端经由第六半导体开关连接第一半导体开关的控制端。

12、作为本发明的进一步改进，所述第一模式切换模块包括第五半导体开关和第一比较器，所述第一驱动模块包括第六半导体开关、第二比较器和第三比较器；

13、所述第一半导体开关和第五半导体开关为n型mosfet，所述第二半导体开关和第六半导体开关为p型mosfet，所述第一比较器的正输入端连接目标参考电压、负输入端连接第一电压检测模块的输出端，所述第一比较器的输出端经由第五半导体开关连接第一半导体开关和第二半导体开关的控制端，所述第五半导体开关和第六半导体开关的控制端分别与第一比较器的输出端连接；所述第二比较器的正输入端连接第二电压检测模块的输出端、负输入端连接目标参考电压，所述第二比较器的输出端连接所述第三比较器的负输入端，所述第三比较器的正输入端连接载波信号，所述第三比较器的输出端经由第六半导体开关连接第一半导体开关的控制端。

14、作为本发明的进一步改进，所述第二模式切换模块包括第七半导体开关、第四比较器、第三反相器和第四反相器，所述第二驱动模块包括第八半导体开关、第五比较器和第六比较器；

15、所述第三半导体开关、第四半导体开关、第七半导体开关及第八半导体开关均为n型mosfet，所述第四比较器的正输入端连接第一电压检测模块的输出端、负输入端连接目标参考电压，所述第四比较器的输出端经由第七半导体开关连接第三半导体开关的控制端、经由第三反相器连接第八半导体开关的控制端、以及经由第七半导体开关和第四反相器连接第四半导体开关的控制端，所述第七半导体开关的控制端与第四比较器的输出端连接；所述第五比较器的正输入端连接第二电压检测模块的输出端、负输入端连接目标参考电压，所述第五比较器的输出端连接所述第六比较器的正输入端，所述第六比较器的负输入端连接载波信号，所述第六比较器的输出端经由第八半导体开关连接第三半导体开关的控制端。

16、作为本发明的进一步改进，所述第二模式切换模块包括第七半导体开关和第四比较器，所述第二驱动模块包括第八半导体开关、第五比较器和第六比较器；

17、所述第三半导体开关和第七半导体开关为n型mosfet，所述第四半导体开关和第八半导体开关为p型mosfet，所述第四比较器的正输入端连接第一电压检测模块的输出端、负输入端连接目标参考电压，所述第四比较器的输出端经由第七半导体开关连接第三半导体开关和第四半导体开关的控制端，所述第七半导体开关和第八半导体开关的控制端分别与第四比较器的输出端连接；所述第五比较器的正输入端连接第二电压检测模块的输出端、负输入端连接目标参考电压，所述第五比较器的输出端连接所述第六比较器的正输入端，所述第六比较器的负输入端连接载波信号，所述第六比较器的输出端经由第八半导体开关连接第三半导体开关的控制端。

18、作为本发明的进一步改进，所述第三半导体开关经由二极管连接到正直流输出端子，所述二极管的正极连接所述第三半导体开关、负极连接所述正直流输出端子。

19、作为本发明的进一步改进，所述稳压控制系统还包括第九半导体开关、第十半导体开关，所述驱动单元还包括第三模式切换模块，所述第一半导体开关经由所述第九半导体开关与所述正直流输入端子电连接，所述第十半导体开关串联于所述正直流输入端子和所述正直流输出端子之间，所述第三模式切换模块连接所述第九半导体开关和所述第十半导体开关的控制端，所述第三模式切换模块被配置为当所述第一电压检测模块测得的电压与目标参考电压不一致时，控制第九半导体开关导通、第十半导体开关关断；在所述第一电压检测模块测得的电压与目标参考电压一致时，控制所述第十半导体开关导通、所述第九半导体开关关断。

20、本发明具有以下有益效果：根据直流输入接口的电压选择直流降压单元和直流升压单元中的一个对输入电压进行处理，同时根据直流输出接口的电压对直流降压单元或直流升压单元进行动态控制，从而实现对输入电压的升压稳压控制或降压稳压控制，以提高了输出电压的稳定性,并且本发明将升压稳压和降压稳压的功能分别由直流升压单元和直流降压单元完成，能够降低系统调整电压的精确度要求。