CN107636676A - 一种读卡器 - Google Patents

Abstract

一种读卡器，包括：基板(301)；第一接口(302)，设置在所述基板(301)上，用于接入至少两路供电链路；电源负载均分模块(303)，设置在所述基板(301)上，并与所述第一接口(302)电连接，用于将所述至少两路供电链路的供电电压调整为等值电压，并将所述至少两路供电链路的供电电流同时提供给后级负载。本发明实施例旨在解决两个USB接口同时供电时，两个USB接口电压不一致而导致接口电流倒灌的问题，以及同一时间只能有一个USB接口提供电流而使得两个USB接口同时供电的利用效率得不到提高的问题。

Description

一种读卡器

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种读卡器。

背景技术

快速外设部件互联标准(Peripheral Component Interconnect Express，PCIE)接口的固态硬盘(Solid State Disk，SSD)作为目前最新功能的SSD，具有比原先串行ATA(Serial ATA，SATA)接口的SSD更快的读写速率，更好满足对接口速率要求高的系统需求。但是在速率增加的同时，功耗也比SATA接口的SSD要高。

其次，PCIE接口SSD目前无法直接连接到电脑上，必须通过转接板连接到电脑主板的PCIE卡槽上作为系统存储器使用。如果需要做到能够支持移动存储的功能，目前通用的接口就是电脑的通用串行总线USB接口。USB接口能够直接提供电流给后级负载使用，但是在实际使用上需要注意USB接口能提供电流的能力。标准上，个人电脑的USB2.0接口电流输出能力0.5A，USB3.0接口电流输出能力0.9A，单个接口的功率并无法支持PCIE SSD读写的功耗需求。要做到能满足实际功耗需求的USB接口的PCIE SSD读卡器，必须采用两个USB接口提供供电，来提高接口电源输出的功率。第二个USB接口一般只提供电源管脚，不再连接数据信号。目前两个USB接口提供电源的方式是两个USB接口的电源直接相连，或者通过二极管连接后级负载，具体所述如下：

如图1所示，第一USB接口101和第二USB接口102直接相连可以同时提供电流给后级负载103，提高输出的功率。但是如果两个USB接口电压不一致的话，会导致接口电流倒灌的问题。

如图2所示，第一USB接口201通过第一二极管203连接后级负载205，第二USB接口202通过第二二极管204连接后级负载205，可以避免电流倒灌的问题。但是，同一时间只能有一个USB接口提供电流给后级负载205，使得两个USB接口同时供电的利用效率得不到提高。

发明内容

本发明实施例提供了一种读卡器，旨在解决两个USB接口同时供电时，两个USB接口电压不一致而导致接口电流倒灌的问题，以及同一时间只能有一个USB接口提供电流而使得两个USB接口同时供电的利用效率得不到提高的问题。

本发明实施例的第一方面提供一种读卡器，包括：

基板；

第一接口，设置在所述基板上，用于接入至少两路供电链路；

电源负载均分模块，设置在所述基板上，并与所述第一接口电连接，用于将所述至少两路供电链路的供电电压调整为等值电压，并将所述至少两路供电链路的供电电流同时提供给后级负载。

可选地，所述电源负载均分模块还用于将所述至少两路供电链路的供电电流等值或按比例提供给所述后级负载。

可选地，所述电源负载均分模块还用于检测每个所述第一接口接入供电链路的电流，当其中一个所述第一接口接入供电链路的电流足于为所述后级负载提供工作电流时，所述电源负载均分模块选择所述第一接口接入供电链路为所述后级负载提供工作电流。

可选地，所述电源负载均分模块为双电源均流控制芯片。

可选地，所述供电链路为两路。

可选地，所述第一接口设置有一个或两个。

可选地，若所述第一接口设置有一个，则所述第一接口可通过一根电源线与两路所述供电链路对应的终端设备上的两个外部接口连接；

其中，所述电源线一端设置有一个与所述第一接口相适配的第一端口，另一端设置有两个与所述外部接口相适配的第二端口。

可选地，若所述第一接口设置有两个，则所述第一接口可通过两根电源线与两路所述供电链路对应的终端设备上的两个外部接口连接；

其中，所述电源线一端设置有一个与所述第一接口相适配的第一端口，另一端设置有一个与所述外部接口相适配的第二端口。

可选地，所述外部接口为标准通用串行总线USB接口；

所述第一接口为标准USB接口、迷你Mini USB接口或微型Micro USB接口。

可选地，所述终端设备为个人电脑PC。

可选地，所述读卡器为固态硬盘读卡器。

可选地，所述读卡器还包括：

第二接口，设置在所述基板上，用于插接固态硬盘。

可选地，所述第二接口为快速外设部件互联标准PCIE接口。

可选地，所述第一接口为USB接口。

可选地，所述读卡器还包括：

PCIE转UEB桥接芯片，设置在所述基板上，位于所述第一接口与所述第二接口之间。

可选地，所述后级负载包括：读卡器电路和固态硬盘电路。

本发明实施例提供的技术方案中，供电端与负载端之间设置电源负载均分模块，将两个USB接口不相等的电压调整为相等的电压用于后级负载，从而避免产生电流倒灌的问题，同时让两个USB接口能够同时提供电流给后级负载。因此相对于现有技术，本发明实施例不仅解决了两个USB接口同时供电时，两个USB接口电压不一致而导致接口电流倒灌的问题，而且解决了同一时间只能有一个USB接口提供电流而使得两个USB接口同时供电的利用效率得不到提高的问题。

附图说明

图1为现有技术中读卡器的一种供电示意图；

图2为现有技术中读卡器的另一种供电示意图；

图3为本发明实施例中读卡器一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应理解，虽然在前述背景技术部分以PCIE接口的SSD读卡器为例进行了介绍，但本领域技术人员应当知晓，本发明不仅仅适用于PCIE接口SSD的读卡器，也可以适用于其他类型的读卡器，例如：ATA接口的SSD读卡器、普通硬盘的读卡器等，具体此处不作限定。本发明实施例主要以PCIE接口的SSD读卡器为例，进行详细描述。

请参阅图3，其为本发明实施例中读卡器一种实施例的结构示意图，该读卡器主要用于读写PCIE接口的SSD，其包括：基板301、第一接口302、电源负载均分模块303和第二接口304。

其中，基板301为读卡器的电路板，该基板301可以是印制电路板PCB或者其他类型的电路板，具体此处不作限定。

第一接口302设置在基板301上，用于接入至少两路供电链路，该第一接口302可以为标准USB接口、迷你Mini USB接口、微型Micro USB接口或其他类型接口，具体此处不作限定。

本发明实施例中，第一接口302设置两个，且为USB接口，如图3所示的第一USB接口3021和第一USB接口3022。

需要说明的是，第一接口302可以设置一个或两个，甚至更多，具体此处不作限定。以两路供电链路为例，在第一接口302设置一个的情况下，第一接口302可通过一根电源线与两路供电链路对应的终端设备上的两个外部接口连接。其中，电源线一端设置有一个与第一接口相适配的第一端口，另一端设置有两个与外部接口相适配的第二端口。

在第一接口302设置两个的情况下，两个所述第一接口302可分别通过一电源线与两路供电链路对应的终端设备上的两个外部接口连接。其中，电源线一端设置有一个与第一接口相适配的第一端口，另一端设置有一个与外部接口相适配的第二端口。

上述所述的终端设备可以为个人电脑PC，外部接口可以为PC上的USB端口。

电源负载均分模块303设置在基板301上，并与第一接口302电连接，用于将至少两路供电链路的供电电压调整为等值电压，并将至少两路供电链路的供电电流同时提供给后级负载。其次，电源负载均分模块303还用于将至少两路供电链路的供电电流等值或按比例提供给后级负载。

另外，电源负载均分模块303还用于检测每个第一接口302接入供电链路的电流，当其中一个第一接口302接入供电链路的电流足于为后级负载提供工作电流时，电源负载均分模块303选择第一接口302接入供电链路为后级负载提供工作电流。也就是说，在一个USB接口能够提供足够电流的情况下，也可以采用一个USB接口进行供电，而不需要两个USB接口都供电。

该电源负载均分模块303可以是双电源均流控制芯片，具体型号为LTC4370。LTC4370是一款内置MOSFET理想二极管的双电源均流控制器。这些二极管负责隔离在启动和故障情况下的反向电流和贯通电流。可对其正向电压进行调节以在电源之间共用负载电流。与其他的均流方法不同，该器件不需要在电源上布设共享总线或修整引脚。

具体地，两路供电链路通过第一USB接口3021和第一USB接口3022经过电源负载均分模块303电路，再提供电流到后级负载电路，电源负载均分模块303可以将第一USB接口3021和第一USB接口3022两个接口的不相等的电压调整为相等的电压用于后级负载，避免产生电流倒灌问题。如：利用具有均流功能的双电源均流控制芯片来调节不相等电压的2个供电端口，使得经过控制芯片调节后的输出电压是相等的，并且可以输出相同的电流值。

其次，双电源均流控制芯片可以将两个USB接口的电流输出稳定在后级负载电流需求的1/2，完成2路电流同时提供且均分功率。如：输出电流可以设置为相等，比如0.5A+0.5A。或者各个接口按比例均流(每个接口都确定电流能力的情况下可以采用)，比如设置30％电流流过第一USB接口3021，70％电流流过第二USB接口3022。

应理解，均流就是根据电路的电流的实际大小，把这个电流的需求分配到2个接口上(比例可以设定)。比如总需求是1A，平均分的话，每个接口会提供0.5A，如果总需求是0.6A，平均分每个接口就提供0.3A。

第二接口304，设置在基板301上，用于插接固态硬盘SSD(图中未示出)，若固态硬盘的接口为PCIE接口，那么该第二接口304可以为PCIE接口；若固态硬盘的接口为ATA接口，那么该第二接口304可以为ATA接口；具体此处不作限定。

本发明实施例主要用于读写PCIE接口的固态硬盘SSD，为此，第二接口304为PCIE接口3041。

其次，由于本发明实施例中，第一接口302为USB接口，第二接口304为PCIE接口3041，两个接口类型不同。为此，本发明实施例在第一接口302与第二接口304之间设置PCIE转USB桥接芯片305，进行接口之间的转换。

需要说明的是，本发明实施例中，后级负载除了包括固态硬盘电路之外，还包括读卡器电路。也就是说，从第一USB接口3021和第一USB接口3022接入的两路供电链路提供的电流不仅要供固态硬盘电路使用，也需要供读卡器电路使用。

除此之外，电源负载均分模块303还可以检测第一接口302接入供电链路个数。具体地，电源负载均分模块303可以检测第一接口302上的各路接口的电压值，从而确定供电链路的个数。另外，如果第一接口302只接1个USB接口，而另一个不接任何接口，即无电源输入的时候，也能让接上的USB接口供电，而不是必须两个USB接口都接上才能供电。具体地，双电源均流控制芯片可以自动检测2个USB接口电压差值，如果两者压差大于设定值，则自动关闭较低电压的接口，只打开较高电压的接口来供电。

为此，读卡器具有电源使用状态指示的功能，提示系统目前供电接口的数量，系统获得信息后，可以启用或关闭低功耗工作模式，例如可以降低USB接口速率、PCIE接口速率、PCIE Lane通道数等措施来降低功耗需求，达到系统稳定工作的目的。如：两路供电接口通过双电源均流控制芯片，双电源均流控制芯片通过MOSFET控制电源连接后级负载电流。当某一路电源被MOSFET关闭时(如上述两个接口压差大于设定值时)，会提供指示信号，从而知晓正在使用的接口的情况。

SSD本身采用的是PCIE接口作为数据接口。PCIE接口本身可以支持x1，x2，x4lane来进行数据传输，越少的lane数据通路传输意味着数据吞吐量会减小，而功耗也随之减少。如果读卡器检测到目前的电源的通道数(如上说的指示信号)，而且检测到目前USB口处于2.0或3.0的状态，也可以用改变PCIE的通道数来降低SSD读写时的功耗的。

本发明实施例通过增加电源负载均分模块303，使得两个USB接口可以同时提供电流给PCIE SSD读卡器使用，保证了SSD读写过程中大电流需求时的系统工作稳定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种读卡器，其特征在于，包括：

基板；

第一接口，设置在所述基板上，用于接入至少两路供电链路；

电源负载均分模块，设置在所述基板上，并与所述第一接口电连接，用于将所述至少两路供电链路的供电电压调整为等值电压，并将所述至少两路供电链路的供电电流同时提供给后级负载。

2.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述电源负载均分模块还用于将所述至少两路供电链路的供电电流等值或按比例提供给所述后级负载。

3.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述电源负载均分模块还用于检测每个所述第一接口接入供电链路的电流，当其中一个所述第一接口接入供电链路的电流足于为所述后级负载提供工作电流时，所述电源负载均分模块选择所述第一接口接入供电链路为所述后级负载提供工作电流。

4.根据权利要求1至3任一项所述的读卡器，其特征在于，所述电源负载均分模块为双电源均流控制芯片。

5.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述供电链路为两路。

6.根据权利要求5所述的读卡器，其特征在于，所述第一接口设置有一个或两个。

7.根据权利要求6所述的读卡器，其特征在于，若所述第一接口设置有一个，则所述第一接口可通过一根电源线与两路所述供电链路对应的终端设备上的两个外部接口连接；

其中，所述电源线一端设置有一个与所述第一接口相适配的第一端口，另一端设置有两个与所述外部接口相适配的第二端口。

8.根据权利要求6所述的读卡器，其特征在于，若所述第一接口设置有两个，则所述第一接口可通过两根电源线与两路所述供电链路对应的终端设备上的两个外部接口连接；

其中，所述电源线一端设置有一个与所述第一接口相适配的第一端口，另一端设置有一个与所述外部接口相适配的第二端口。

9.根据权利要求7或8所述的读卡器，其特征在于，所述外部接口为标准通用串行总线USB接口；

所述第一接口为标准USB接口、迷你Mini USB接口或微型Micro USB接口。

10.根据权利要求9所述的读卡器，其特征在于，所述终端设备为个人电脑PC。

11.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述读卡器为固态硬盘读卡器。

12.根据权利要求10所述的读卡器，其特征在于，所述读卡器还包括：

第二接口，设置在所述基板上，用于插接固态硬盘。

13.根据权利要求12所述的读卡器，其特征在于，所述第二接口为快速外设部件互联标准PCIE接口。

14.根据权利要求13所述的读卡器，其特征在于，所述第一接口为USB接口。

15.根据权利要求14所述的读卡器，其特征在于，所述读卡器还包括：

PCIE转UEB桥接芯片，设置在所述基板上，位于所述第一接口与所述第二接口之间。

16.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述后级负载包括：读卡器电路和固态硬盘电路。