東芝固態(tài)硬盤解決方案

數(shù)據(jù)洪流時代人們對數(shù)據(jù)存儲的要求越來越高，在要求更快讀取速度和更高存儲容量的同時，對存儲設備的便攜性和安全穩(wěn)定等方面也提出了很高的要求。固態(tài)硬盤（SSD，Solid State Drive）的主要優(yōu)點包括移動性好、數(shù)據(jù)保護不受電源控制、能適應于各種環(huán)境，同時高品質的家用固態(tài)硬盤可輕松達到普通家用機械硬盤十分之一的故障率。

東芝長期以來關注著固態(tài)硬盤的發(fā)展趨勢，依靠多年積累的系統(tǒng)設計開發(fā)經驗和先進而廣泛的產品線，對固態(tài)硬盤產品的實際設計需求進行了深入分析，為開發(fā)固態(tài)硬盤的客戶提供全面的設備解決方案，我們一起來看看東芝的固態(tài)硬盤解決方案都有哪些關鍵的技術創(chuàng)新吧！

圖1固態(tài)硬盤的整體解決方案

東芝的移動硬盤整體解決方案包含了電源輸入保護電路、各種器件供電電路、外部連接器的ESD器件保護電路、使用MOSFET的電壓電平轉換電路、使用邏輯IC的電壓電平轉換電路以及多點過溫監(jiān)測電路等單元，這些單元共同構筑了東芝面向固態(tài)硬盤的整體解決方案。

01輸入電壓電源部分

固態(tài)硬盤需要經常插拔或者通電，出色的電源輸入保護功能可以確保固態(tài)硬盤工作的可靠性。如圖2所示的電源輸入保護電路示例中，TVS二極管通過吸收靜電以防止電路故障，從而防止ESD脈沖通過連接器進入引起故障，東芝的DF2B5M4ASL／DF2B6M4ASL／DF2B6M4BSL／DF2S6P1CT／DF2S14P2CTC可以非常完美地保護整個電路。該方案配備了低導通電阻多功能開關TCK301G／TCK303G高壓負載開關IC提供浪涌抑制等多種保護功能。內置短路、過電流、過電壓等保護功能的TCKE8 Series／TCKE7系列eFuse IC適用于電源控制。肖特基勢壘二極管（如東芝的CUHS20F30／CUHS20F40）提供了在瞬時高壓、低漏電流以及供電線反向連接等情況下的保護功能，小封裝N溝道MOSFET柵極驅動器TCK4xxG 系列則內置了過電壓保護功能，在降低功耗的同時減少了負載開關單元的尺寸。

圖2電源輸入保護電路

02各功能單元供電電路

在固態(tài)硬盤中各個功能單元都需要進行安全可靠的供電，同時要確保系統(tǒng)的低功耗和小尺寸。如圖3所示的各個單元供電電路中，具有低導通電阻的多功能負載開關IC如TCK111G／TCK127BG／TCK206G／TCK207AN適用于高效的功率控制；從通用型到小型封裝的表面貼裝LDO調節(jié)器（如東芝的TCR15AG／TCR13AG／TCR8BM／TCR5BM／TCR5RG／TCR3RM／TCR3U／TCR2L／TAR5系列）有助于實現(xiàn)不受電池波動影響的穩(wěn)定電源；小封裝和低導通電阻的小信號MOSFET（如東芝的SSM3J338R／SSM3K324R／SSM3K35AMFV）適用于負載開關應用、電平轉換應用等，有助于降低功耗并實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化；低Ct的雙向TVS二極管在保護高速差分信號線方面非常有價值。

圖3各種器件電源電路

03電平轉換

在固態(tài)硬盤的硬件電路中，包含了兩種電平轉換方式，一種是使用MOSFET的電壓電平轉換電路（如圖4），另一種是使用邏輯IC的電壓電平轉換電路（圖5），兩種電平轉換都有各自應用的特點。具有小封裝和低導通電阻的小信號MOSFET（如東芝的SSM3J338R／SSM3K324R／SSM3K35AMFV）和具有電平移位功能的L-MOS（如東芝的7UL1T02FU／7UL1T08FU／7UL1T32FU）可實現(xiàn)電平轉換。東芝提供的各類小封裝產品有助于減少電路板面積。

圖4使用MOSFET的電壓電平轉換電路

圖5使用邏輯IC的電壓電平轉換電路

04過溫監(jiān)測電路

溫度監(jiān)測是固態(tài)硬盤工作時必備的功能，用以防止因溫度過高而損壞硬盤的部分單元。東芝提供的過溫監(jiān)測電路如圖6所示，攜帶東芝獨有的ThermoflaggerTM技術的過溫檢測芯片TCTH系列可以對電路板上的多個點進行過溫監(jiān)測，如MOSFET、PMIC和處理器。通過使用低功耗的超溫檢測芯片不僅可以實現(xiàn)機組的低功耗，小型化封裝有助于減少系統(tǒng)電路板的面積。

圖6多點過溫監(jiān)測電路

安全可靠是固態(tài)硬盤電路設計時最關鍵的參考因素，東芝的固態(tài)硬盤設計解決方案提供了更出色的電路保護功能，并且時刻將系統(tǒng)的功耗更低和電路板小型化作為解決方案開發(fā)的重要參考因素，借助東芝廣泛的產品線可以為客戶提供靈活且多元化的固態(tài)硬盤系統(tǒng)設計解決方案。

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