CN108109644B - 一种热交换电路及其应用方法 - Google Patents

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一种热交换电路及其应用方法，所述热交换电路包括所述电压输入端、所述电压输出端、第一及第二电容、一第一电阻、一电子开关及一热交换芯片，所述热交换芯片存储一预设电流值及一预设时间，所述热交换电路应用于固态硬盘，用于所述固态硬盘在插入内存插槽时，通过所述热交换电路提供稳定的电压给所述固态硬盘的控制芯片及存储芯片，以防止所述固态硬盘插入内存插槽瞬间产生的电流脉冲过大造成所述控制芯片及存储芯片损坏；所述固态硬盘从内存插槽上拔出时，通过所述热交换电路提供延时电压给所述控制芯片及存储芯片，以使其对数据进行备份防止数据丢失。

Description

一种热交换电路及其应用方法
本申请是申请号为2013103479507，申请日为2013年08月12日，发明创造名称为“固态硬盘”的专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种固态硬盘。
背景技术
目前固态硬盘被广泛的使用在电脑系统中来存储数据，其通过插接在电脑主板的内存插槽上接收电压及通过SATA接口连接至主板上的SATA接口来接收SATA信号以与主板进行通信。然而，当固态硬盘在使用过程中出现故障时，则必须关闭电脑系统后才能从内存插槽上拔掉固态硬盘进行检查维修，待固态硬盘维修好后插入内存插槽中再次开机才能使用，这给使用带来很大不便。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种可热插拔的固态硬盘，以方便使用。
一种固态硬盘，包括一板体，所述板体上设置一控制芯片、若干存储芯片及一热交换电路，所述控制芯片及所述存储芯片连接所述热交换电路的电压输出端以从所述热交换电路接收工作电压，所述控制芯片连接所述存储芯片以控制所述存储芯片进行数据读写，沿所述板体的一侧边延伸出一与所述板体共面的延伸板体，所述延伸板体上设有一第一板边连接器，所述第一板边连接器包括若干第一信号引脚及若干第一接地引脚，所述第一信号引脚连接所述控制芯片，所述第一接地引脚连接至所述板体的接地层，所述第一板边连接器用于与一主板上的存储设备接口通信，所述板体的底边上设有用于插入所述主板上的内存插槽的第二板边连接器及一缺口，所述第二板边连接器包括若干第二电源引脚及若干第二接地引脚，所述第二接地引脚的长度大于所述第二电源引脚的长度，所述第二电源引脚连接所述热交换电路的电压输入端，以将从主板接收到的电压提供给所述热交换电路，所述第二接地引脚连接至所述板体的接地层，所述热交换电路包括所述电压输入端、所述电压输出端、第一及第二电容、一第一电阻、一电子开关及一热交换芯片，所述热交换芯片存储一预设电流值及一预设时间，所述热交换芯片的定时引脚经所述第一电容接地，所述热交换芯片的第一及第二接地引脚均接地，所述热交换芯片的重置引脚连接所述电压输入端，所述第二电容连接在所述电压输入端与地之间，所述热交换芯片的电压引脚连接所述电压输入端及所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述电子开关的第一端，所述热交换芯片的第一感测引脚连接所述第一电阻的第一端，所述热交换芯片的第二感测引脚连接所述第一电阻的第二端，所述电子开关的第二端连接所述电压输出端，所述热交换芯片的控制引脚连接所述电子开关的控制端，当所述电子开关的控制端接收高电平信号时，所述电子开关的第一与第二端连接，当所述电子开关的控制端接收低电平信号时，所述电子开关的第一与第二端断开，当所述固态硬盘通过所述第二板边连接器及所述缺口插接在所述主板的内存插槽上时，所述电压输入端从所述主板接收电压，所述热交换芯片的第一及第二感测引脚侦测通过所述第一电阻的电流并将侦测到的电流与存储的预设电流值进行比较，在所述侦测电流小于所述预设电流值时，所述热交换芯片的控制引脚输出低电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关继续截止，所述电压输出端无电压输出；在所述侦测电流等于或大于所述预设电流时，所述热交换芯片开始延时计时并在计时时间到达所述预设时间时，通过控制引脚输出高电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关导通，所述电压输出端输出稳定的电压给所述控制芯片及存储芯片，所述控制芯片通过所述第一板边连接器从所述主板接收SATA信号以控制所述存储芯片进行数据读写；当所述固态硬盘从所述内存插槽上拔出时，所述电压输入端没有从所述主板接收到电压，所述第二电容放电，所述热交换芯片的第一及第二感测引脚侦测通过所述第一电阻的电流并将侦测到的电流与存储的预设电流值进行比较，在所述侦测电流等于或大于所述预设电流时，所述热交换芯片通过控制引脚继续输出高电平信号给所述第一电子开关的控制端，所述电子开关持续导通，所述电压输出端输出稳定的电压给所述控制芯片及存储芯片，以进行数据备份，在所述侦测电流小于所述预设电流时，所述热交换芯片开始延时计时并在计时时间到达所述预设时间时，通过控制引脚输出低电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关截止，所述电压输出端无电压输出。
所述固态硬盘在插入所述内存插槽时，通过所述热交换电路提供稳定的电压给所述控制芯片及存储芯片，以防止所述固态硬盘插入所述内存插槽瞬间产生的电流脉冲过大造成所述控制芯片及存储芯片损坏；所述固态硬盘从所述内存插槽上拔出时，通过所述热交换电路提供延时电压给所述控制芯片及存储芯片，以使其对数据进行备份防止数据丢失。所述固态硬盘具有热插拔的功能，使用方便。
附图说明
下面参照附图结合较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1为本发明固态硬盘的较佳实施方式的示意图。
图2是图1中固态硬盘的热交换电路的电路图。
图3为图1的固态硬盘连接一主板的示意图。
主要元件符号说明
固态硬盘 100
板体 10
控制芯片 11
存储芯片 12
热交换电路 13
延伸板体 14
板边连接器 15、18
信号引脚 151
接地引脚 152、182
电源引脚 181
缺口 110
底边 16
存储设备连接器 111
侧边 20、19
凹槽 17
电压输入端 VIN
电压输出端 VOUT
电容 C1-C5
电阻 R1-R3
场效应管 Q1
热交换芯片 U1
主板 200
内存插槽 210
存储设备接口 220
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1至图3，本发明固态硬盘100的较佳实施方式包括一矩形板体10。所述板体10上设置一控制芯片11、若干存储芯片12及一热交换电路13。所述控制芯片11及所述存储芯片12连接所述热交换电路13的电压输出端VOUT以从所述热交换电路13接收工作电压，所述控制芯片11连接所述存储芯片12以控制所述存储芯片12进行数据读写。
沿所述板体10的一侧边20延伸出一与所述板体10共面的延伸板体14，所述延伸板体14上设有一板边连接器15，所述板边连接器15及所述延伸板体14共同构成一存储设备连接器111。所述板边连接器15包括若干信号引脚151及若干接地引脚152。所述信号引脚151包括一对信号输入引脚及一对信号输出引脚。所述接地引脚152包括三个接地引脚。所述信号引脚151连接所述控制芯片11。所述接地引脚152连接至所述板体10的接地层(未示出)。所述板边连接器15为一符合SATA标准的板边连接器。
所述板体10的底边16上设有用于插入一主板200上的内存插槽210内的板边连接器18及一缺口110。所述板边连接器18包括若干电源引脚181及若干接地引脚182。所述缺口110设置在所述电源引脚181与接地引脚182之间。所述接地引脚182的长度大于所述电源引脚181的长度，即所述接地引脚182的底部与所述板体10的底边16共面，所述电源引脚181的顶部与所述接地引脚182的顶部平齐，所述电源引脚181的底部与所述板体10的底边16间隔一定距离。所述电源引脚181连接所述热交换电路13的电压输入端VIN，以将从主板接收到的电压提供给所述热交换电路13，所述接地引脚182连接至所述板体10的接地层(图未示)。所述板体10的侧边20上位于所述延伸板体14的下方开设一凹槽17，所述板体10的另一侧边19上对应凹槽17的位置处开有另一凹槽17。
所述热交换电路13包括所述电压输入端VIN、所述电压输出端VOUT、电容C1-C5、电阻R1-R3、电子开关(本实施方式中为一N沟道场效应管Q1)及一热交换芯片U1。所述热交换芯片U1内存存储一预设电流值(如50mA)及一预设时间(如0.5毫秒)。所述热交换芯片U1的定时引脚TIMER经所述电容C4接地，通过设置所述电容C4的电容值来设置所述热交换芯片U1的预设时间。所述热交换芯片U1的接地引脚GND及SS均接地，其重置引脚ON连接所述电压输入端VIN。所述电容C1及C2分别连接在所述电压输入端VIN与地之间，所述电容C3连接在所述热交换芯片U1的重置引脚ON与地之间。所述热交换芯片U1的电压引脚VCC连接所述电压输入端VIN及所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第二端连接所述场效应管Q1的漏极。所述热交换芯片U1的感测引脚SENSE+连接所述电阻R1的第一端，其感测引脚SENSE-连接所述电阻R1的第二端。所述场效应管Q1的源极连接所述电压输出端VOUT。所述热交换芯片U1的控制引脚GATE经所述电阻R2连接所述场效应管Q1的栅极及依次经所述电阻R3及电容C5接地。在本实施方式中，设置所述电容C1的电容值不小于4.7μF，以防止所述固态硬盘100插入所述内存插槽210瞬间产生的过大的电流脉冲。
使用时，当所述固态硬盘100通过所述板边连接器18及所述缺口110插接在所述主板200的内存插槽210上时，所述接地引脚182先与所述内存插槽210中相应的接地引脚电连接，之后所述电源引脚181与所述内存插槽210中相应的电源引脚电连接，所述凹槽17与所述内存插槽210上的固定件211配合以将所述固态硬盘100固定在所述内存插槽210上。所述存储设备连接器111通过一两端带有SATA连接器的线缆1连接至所述主板200上的存储设备接口220。此时，所述电压输入端VIN通过所述电源引脚181从所述主板200接收电压，所述热交换芯片U1的感测引脚SENSE+及SENSE-侦测通过所述电阻R1的电流并将侦测到的电流与存储的预设电流值进行比较。在所述侦测电流小于所述预设电流值时，所述热交换芯片U1的控制引脚GATE输出低电平信号给所述场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1继续截止，所述电压输出端VOUT无电压输出。在所述侦测电流等于或大于所述预设电流时，所述热交换芯片U1开始延时计时并在计时时间到达所述预设时间时，通过其控制引脚GATE输出高电平信号给所述场效应管Q1的栅极，以使其导通，所述电压输出端VOUT输出稳定的电压给所述固态硬盘100上的控制芯片11及存储芯片12，以使其工作。同时，所述控制芯片11通过所述存储设备连接器111从所述主板200接收SATA信号以控制所述存储芯片12进行数据读写。
当需要将所述固态硬盘100从所述内存插槽210上拔出时，所述电源引脚181先与所述内存插槽210的电源引脚断开连接，之后所述接地引脚182与所述内存插槽210的接地引脚断开连接。此时，所述电压输入端VIN没有从所述主板200接收到电压，所述电容C1开始放电，所述热交换芯片U1的感测引脚SENSE+及SENSE-侦测通过所述电阻R1的电流并将侦测到的电流与存储的预设电流值进行比较。在所述侦测电流等于或大于所述预设电流时，所述热交换芯片U1通过其控制引脚GATE继续输出高电平信号给所述场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1持续导通，所述电压输出端VOUT输出稳定的电压给所述固态硬盘100上的控制芯片11及存储芯片12，以使其进行数据备份。在所述侦测电流小于所述预设电流时，所述热交换芯片U1开始延时计时并在计时时间到达所述预设时间时，通过其控制引脚GATE输出低电平信号给所述场效应管Q1的栅极，以使其截止，所述电压输出端VOUT无电压输出。
所述固态硬盘100在插入所述内存插槽210时，通过所述热交换电路13提供稳定的电压给所述控制芯片11及存储芯片12，以防止所述固态硬盘100插入所述内存插槽210瞬间产生的电流脉冲过大造成所述控制芯片11及存储芯片12损坏；所述固态硬盘100从所述内存插槽210上拔出时，通过所述热交换电路13提供延时电压给所述控制芯片11及存储芯片12，以使其对数据进行备份防止数据丢失。所述固态硬盘100具有热插拔的功能，使用方便。

Claims (7)

1.一种固态硬盘中的热交换电路，其特征在于，所述热交换电路包括电压输入端、电压输出端、第一及第二电容、一第一电阻、一电子开关及一热交换芯片，所述热交换芯片存储一预设电流值及一预设时间，所述热交换芯片的定时引脚经所述第一电容接地，所述热交换芯片的第一及第二接地引脚均接地，所述热交换芯片的重置引脚连接所述电压输入端，所述第二电容连接在所述电压输入端与地之间，所述热交换芯片的电压引脚连接所述电压输入端及所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述电子开关的第一端，所述热交换芯片的第一感测引脚连接所述第一电阻的第一端，所述热交换芯片的第二感测引脚连接所述第一电阻的第二端，所述电子开关的第二端连接所述电压输出端，所述热交换芯片的控制引脚连接所述电子开关的控制端。
2.根据权利要求1所述的一种固态硬盘中的热交换电路，其特征在于，所述电子开关为一N沟道场效应管，所述电子开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述场效应管的栅极、漏极及源极。
3.根据权利要求1所述的一种固态硬盘中的热交换电路，其特征在于，所述热交换电路还包括第三至第五电容及第二及第三电阻，所述第三电容连接在所述电压输入端与地之间，所述第四电容连接在所述热交换芯片的重置引脚与地之间，所述第二电阻连接在所述热交换芯片的控制引脚与所述电子开关的控制端之间，所述第三电阻及所述第五电容串联后连接在所述热交换芯片的控制引脚与地之间。
4.根据权利要求1所述的一种固态硬盘中的热交换电路，其特征在于，所述第二电容的电容值不小于 4.7μF。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的固态硬盘中的热交换电路的应用方法，其特征在于，包括：热交换电路应用于固态硬盘，用于所述固态硬盘在插入内存插槽时，通过所述热交换电路提供稳定的电压给所述固态硬盘的控制芯片及存储芯片，以防止所述固态硬盘插入内存插槽瞬间产生的电流脉冲过大造成所述控制芯片及存储芯片损坏；所述固态硬盘从内存插槽上拔出时，通过所述热交换电路提供延时电压给所述控制芯片及存储芯片，以使其对数据进行备份防止数据丢失；
当电子开关的控制端接收高电平信号时，所述电子开关的第一与第二端连接，当所述电子开关的控制端接收低电平信号时，所述电子开关的第一与第二端断开。
6.根据权利要求5所述的固态硬盘中的热交换电路的应用方法，其特征在于，当所述固态硬盘插接在主板的内存插槽上时，所述电压输入端从主板接收电压，所述热交换芯片的第一及第二感测引脚侦测通过所述第一电阻的电流并将侦测到的电流与存储的预设电流值进行比较，在所述侦测电流小于所述预设电流值时，所述热交换芯片的控制引脚输出低电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关继续截止，所述电压输出端无电压输出；在所述侦测电流等于或大于所述预设电流时，所述热交换芯片开始延时计时并在计时时间到达所述预设时间时，通过控制引脚输出高电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关导通，所述电压输出端输出稳定的电压给所述控制芯片及存储芯片，所述控制芯片从所述主板接收SATA信号以控制所述存储芯片进行数据读写。
7.根据权利要求6所述的固态硬盘中的热交换电路的应用方法，其特征在于，当所述固态硬盘从所述内存插槽上拔出时，所述电压输入端没有从所述主板接收到电压，所述第二电容放电，所述热交换芯片的第一及第二感测引脚侦测通过所述第一电阻的电流并将侦测到的电流与存储的预设电流值进行比较，在所述侦测电流等于或大于所述预设电流时，所述热交换芯片通过控制引脚继续输出高电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关持续导通，所述电压输出端输出稳定的电压给所述控制芯片及存储芯片，以进行数据备份，在所述侦测电流小于所述预设电流时，所述热交换芯片开始延时计时并在计时时间到达所述预设时间时，通过控制引脚输出低电平信号给所述电子开关的控制端，所述电子开关截止，所述电压输出端无电压输出。
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