拒絕中途崩潰，節(jié)能穩(wěn)定的服務(wù)器如何設(shè)計？

如果服務(wù)器突然崩潰了會怎么樣？大概會出現(xiàn)：

數(shù)百萬網(wǎng)絡(luò)游戲競技者同時掉線

視頻網(wǎng)站出現(xiàn)大規(guī)模的無法訪問故障

金融系統(tǒng)癱瘓，資金交易中斷

服務(wù)器是一種管理計算資源的計算機，一般部署在需要對數(shù)據(jù)處理速度有高要求的企業(yè)中，例如網(wǎng)絡(luò)運行商、金融企業(yè)或是游戲公司等。在大數(shù)據(jù)智能時代，隨著新型移動終端連接數(shù)量持續(xù)增長，流量爆發(fā)將驅(qū)動數(shù)據(jù)計算、存儲需求呈幾何級增長，服務(wù)器的工作量也驟然提升，因此企業(yè)需要一款具有高效處理能力的服務(wù)器來保障正常運行。與此同時，日益嚴重的環(huán)境問題，也提升了人們對于節(jié)能減排的重視程度，在此背景下，如何降低服務(wù)器的功耗也是工程師需要考量的問題。

基于以上兩點需求，東芝推出了一款服務(wù)器解決方案，該方案主要是通過提高電源性能和保護功能來促進服務(wù)器的節(jié)能和穩(wěn)定運行。在降低功耗方面，本方案使用了東芝結(jié)合最新工藝和高散熱封裝的MOSFET，此舉措有助于在高負載運行時提高電力的轉(zhuǎn)化率，并減少系統(tǒng)發(fā)熱問題。此外，在穩(wěn)定性方面，東芝也使用具有各種保護功能的高性能半導體產(chǎn)品，如東芝的光耦、eFuse IC、TVS二極管（ESD保護二極管）來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運行能力。

圖1 總方框圖

DC-DC電源電路：

對于DC-DC電源的PFC電路，可使用配備高VDSS和低RDS(ON)的MOSFET，這可以最大限度地減少發(fā)熱和電流消耗并降低輸出損耗。此外，東芝的功率MOSFET系列采用高散熱封裝，可以進一步提高散熱能力。在此方面推薦使用東芝TPH3R70APL、TK040N65Z、SSM6K341NU以及SSM3K341R。

在DC-DC電源電路中，晶體管輸出光耦用于向原邊反饋電壓。由于原邊和復邊需要不同電位的信號傳輸，因此利用光電耦合器可以簡單可靠地實現(xiàn)信號路徑隔離。東芝TLP785、TLP291以及TLP2767光耦通過了UL1577VDE：EN60747-5-5、EN62368-1等認證，可以很好地滿足設(shè)計需求。

圖2 DC-DC電源電路

外圍接口電路：

在接口電路部分，為防止外部浪涌電壓造成器件損壞或故障，本方案采用了帶有ESD保護的TVS二極管，例如DF2B7ASL、DF2B5M4SL、DF2B6M4SL等。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，通過這些產(chǎn)品的使用可有效改善ESD吸收，保護電路設(shè)備。

圖3 外圍接口電路

風扇單元：

風扇是服務(wù)器散熱系統(tǒng)的重要單元，在本方案中，提供了3相直流無刷電機控制IC——TC78B025FTG、TC78B027FTG和TC78B009FTG作參考。其中，TC78B025FTG、TC78B027FTG可實現(xiàn)有霍爾正弦波PWM驅(qū)動，而TC78B009FTG適用于無霍爾方波PWM驅(qū)動，使用此類電機驅(qū)動電路有利于簡化設(shè)計，提高系統(tǒng)集成度并降低系統(tǒng)BOM成本。

圖4 風扇單元

除了上述電路，在東芝官網(wǎng)中還為大家提供了實用的應(yīng)用說明、參考設(shè)計和其它文檔，幫助工程師縮短設(shè)計周期。

審核編輯：湯梓紅