对于企业级固态硬盘来说，它们被用于大型服务器和数据中心，设计时需要实现可靠的数据存储，并在故障情况和外部突发事件发生时，能够提供全面的数据保护。但遗憾的是，固态硬盘对于这种外部电源的异常掉电的抵抗能力先天不足。电源故障往往会导致中断的多米诺骨牌效应，导致系统故障和数据丢失，以及服务器和设备损坏。
断电保护的储能电容只是一个硬件基础设施，它是否能做到完整的保护还取决于主控硬件结构，以及固件中与之相对应的软件算法是否足够健壮、是否经过充分验证，能够应对各种边角案例，并不是只加电容就能保安全。研发更加有效的掉电保护技术是一门科学，更是一门艺术。
- MPS拥有超过12年的固态硬盘电源产品开发历史，拥有扎实的设计和深厚的系统专业知识
- MPS目前正在为企业、数据中心SSD开发第5代PLP（电源备份）芯片
- MPS的IP和专有技术已获得多项专利
MPS具备丰富的行业经验和先进的解决方案，可以采用超小尺寸封装有效地为企业级SSD器件供电，满足最严苛的设计要求。MPS提供的解决方案均包含全面的保护功能、散热管理，并具备创新的技术，在不牺牲成本或质量的前提下，可以满足不断增长的数据存储需求。
MP5520，这款专为应对企业和数据中心固态硬盘，非易失性双列直插存储器模块（NVIDMM）和其他后级电源管理芯片需求而设计的芯片，带来了紧凑且高效的能源备份管理解决方案。它集成了双输入限流开关（e-fuses）、双向升压-降压变换器以及双向功率共享变换器于一身。在正常工作期间，MP5520将能量存储在电容器中。而在电源故障情况下，它能将能量从存储的能量进行升压或降压传输至总线电压线，以确保系统能够获得稳定的备用电源。下面我们将深入探讨MP5520在能源管理方面的各项秘技。
一个通道太少不够用？双通道来加持！
相比于传统的单通道PLP芯片产品，MP5520拥有两个限流开关通道。这两个通道既可以独立运行，还可以并联使用，实现2.7V到6V的并联输入应用。同时，两个通道间还能通过一个独立的10A双向功率分享变换器进行能量交互，以提供大于10A的负载能力，共享功率，让快乐翻倍！
“三模式”切换，一个都不耽误！
通过调整MP5520的EN2引脚逻辑电平，可以将其配置为三种模式：
当EN2引脚电平被拉高时，MP5520进入SAS模式。在此模式下，只有当VIN1电压和VIN2电压超过其UVLO阈值时，两个通道的限流开关才会同时导通。此模式能够充分发挥双通道的功率分享优势。
如果EN2引脚电平被拉低，MP5520则会进入PCI-e模式。在此模式下，12V通道的限流开关可以单独打开。
同时，EN2引脚还可以进行浮空配置，进入代码模式。在此模式下，可以随心所欲地修改开放的寄存器功能位配置。此外，还可以实现12V通道限流开关串联一个10A降压变换器的应用模式。
双向Buck-Boost变换器，我们的独家专利！
MP5520所配备的双向Buck-Boost变换器拥有专利权。它能最大限度地降低存储电容的需求。通过将输入电压升压至更高的备用电压，它提供了最具成本效益的储能解决方案。
由三组N-MOS串联组成的双向Buck-Boost变换器处于升压充电模式时，MP5520会在Burst模式下工作。当FBS下降到参考电压时，MP5520开始切换到升压刷新；当FBS上升达到刷新阈值时，变换器会停止工作。刷新阈值从参考阈值的101%~103%可配。当双向Buck-Boost变换器工作在降压释放模式时，即当总线电压下降且DET达到阈值时，PLP会启动并以降压模式运行以支持总线电压。
在异常“掉电”的情况下，MP5520集成的双向Buck-Boost变换器仅需三个场效应晶体管，这进一步减小了变换器的功率损耗以及整体解决方案的尺寸。相比之下，分立元件解决方案需要如图所示的至少五颗甚至更多的芯片进行组合和匹配，并需要配合复杂的外部硬件电路和软件技术。而MPS仅需使用一颗MP5520就足够了！
根据由能量守恒定律，当储能电容的电压达到更高时，其容量可大幅度缩减。例如，MP5520有能力将储能电容电压泵升到高达36V。在总能量保持一致的条件下，其相比于18V、8.4mF的储能电容电压，可将电容容量缩减至2.5mF以下，体积更小，ESR更小。充足的电力保护窗口为数据从缓存刷写到NAND提供了充足的时间。
双向功率共享变换器，再集成一个变换器！
当MP5520的双向功率共享变换器在独立降压模式下工作时，连接到FB1引脚的电阻分压器会配置降压输出电压。如果FB1连接到VCC，双向功率共享变换器便可以在功率共享模式（升压/降压共享）下切换。
独立模式：当e-fuse 1打开时，双向功率共享变换器（作为降压器工作）被激活。
功率共享模式（降压共享）：在降压功率共享模式中，e-fuse 2和功率共享变换器会共享VB2的负载电流。在T1时刻，IIN2达到功率共享阈值，功率共享变换器便开始切换。额外的电流从VB1通过功率共享变换器供给VB2。在T2时刻，e-fuse 1或功率共享变换器达到电流极限，因此e-fuse 2电流开始增加。如果负载继续增加，e-fuse 2最终将达到其电流极限。随后，VB2掉落最终触发DET，从功率共享模式切换至备电模式。
功率共享模式（升压共享）：在升压功率共享模式中，e-fuse1和功率共享变换器会共享VB1的负载电流。在T1时刻，IIN1达到功率共享阈值，共享变换器便开始切换。额外的电流会从VB2通过功率共享变换器供给VB1。在T2时刻，e-fuse 2或功率共享变换器达到其电流极限，因此e-fuse 1电流开始增加。如果负载继续增加，e-fuse 1最终达到其电流极限。随后，VB1会掉落并最终触发DET，从功率共享模式切换至备电模式。
限流降压释放（CLBK），功率尖峰干扰不用怕！
当功率尖峰触发对应e-fuse的电流限制时，MP5520将仅释放储能电容中的小部分能量来支持额外的浪涌电流。这个功能被称为限流降压释放（CLBK）。在峰值负载期间，它通过输入电源和储能电源同时提供能量，降低了数据中心电源的负担，这是一种独特的功能。
在CLBK期间，总线电压将由FBR电阻分压器设定值决定。相应的e-fuse仍然接通，并将电流限制在其电流限上。一旦VSTRG放电到预设阈值或计时器超过设定时间，CLBK将停止并退出。随后e-fuse将关闭，真正的备电模式将开启，备电的能量将全部由存储电容器支持。
电容健康检测，寿命一手掌握，为储能电容保驾护航！
为了确保长期可靠性，MP5520提供了高精度的电容健康监测。这不仅保护了重要数据免于遗失，还提供了电路健康状况的监测，从而有效地守护了数据安全。在SSD使用过程中，由于大量的充放电过程，电容会逐渐老化并伴随着电容电量降低。考虑到这一点，MP5520集成了电容健康检测功能。通过一个外部电阻从STRG到RTEST对储能电容进行放电测试。检测的电压差和计时结果存储在寄存器中，供单片机通过I2C接口读取。工程师可以根据电荷守恒或能量守恒公式轻松推导并计算出储能电容的容值，由此可以及时提醒是否需要更换储能电容。
还有降压充电和升压释放解决方案
MP5520不仅支持高压储能，还提供了超级电容的降压储能解决方案。此功能有效地最大限度地减少了标准外部组件的使用。在电源故障的情况下，芯片将能量从存储电容器传输到总线电压线，以主动快速支持数据备份电源，这种方法简单、稳定又可靠。
输入电压抗尖峰脉冲和恢复控制（QPOR）
在备电过程中，当输入电源恢复回来时，多次可编程（MTP）控制位QPOR可以控制MP5520的决策行为。如果QPOR被设置为0，则一旦VIN恢复，相应的e-fuse立即再次导通。一旦FBR超过FBR充电阈值并且DETx超过PFI低阈值，MP5520就会恢复进入升压充电模式。如果QPOR设置为1，则在PLP降压释放完成之前，相应的e-fuse不会导通。直到VSTRG释放能量至设置的阈值以下，PLP备电才会结束。并且MP5520在降压释放完成后可初始化所有寄存器。下面是MP5520在e-SSD的应用实例。
图：MP5520在企业级SSD中的应用实例示例
保护固态硬盘免受突发的电源故障影响，对于维护许多串联设备的稳定运行至关重要。为了满足这一需求，MPS一直致力于开拓市场，并持续推出各种支持PLP功能的能量存储和释放解决方案。这些解决方案专为户外或供电不稳定环境下的应用而设计，适用于需要长时间稳定运行的工厂自动化设备、服务器、数据中心等场景。
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