基于东芝产品的服务器设计方案

服务器作为数据中心的核心“大脑”，不仅要处理海量数据、支撑关键业务，还要保证全天候稳定运行。

你可知道？看似强大的服务器，背后却处处是“能耗与空间”的博弈。随着数据爆发式增长，服务器功耗持续攀升，电费成本与散热压力与日俱增。

如果你正在为服务器的高功耗与大体积头疼？东芝半导体的一整套高效且紧凑的服务器芯片解决方案，可助你轻松兼得低功耗与小尺寸，从容应对行业挑战。

高效还能省空间

“芯片组合”很关键

寸土寸金的机房中，如何让服务器既强效又冷静？东芝这些“高性能、低发热”的半导体器件正是破题之法。

针对服务器痛点，东芝提供覆盖电源管理、电机驱动、过热保护等关键单元的半导体产品与参考设计，涵盖电源、接口、风扇控制、温度监控及存储保护等模块。接下来，就让我们逐一拆解，看看这些芯片是如何“精打细算”的。

东芝服务器解决方案系统框图

48V AC-DC转换器：

高效转换器件完美组合

半桥型48V AC-DC转换器中，东芝U-MOS系列MOSFET（TPH2R408QM等）的导通电阻（典型值）仅为1.9mΩ，降低了主要损耗，器件温度更低，设备效率也为之提升。

DTMOS系列MOSFET有TK040N65Z等多款可选。这些器件具有低漏-源导通电阻、低电容高速开关及增强模式，是开关电源等应用的理想之选。

东芝输出光耦TLP2767等能以2.3mm薄型封装实现高速通信，保证紧凑电路布局中信号传输速率和稳定性不受影响。

内置SiC肖特基势垒二极管的东芝第三代SiC MOSFET TW015N65C等，具有低二极管正向电压、高最大漏-源电压和低漏-源导通电阻特性，不易因高阈值电压发生故障。

而采用第二代设计的SiC肖特基势垒二极管（TRS12A65F等）具有高非重复峰值正向浪涌电流、低结电容等特性，更适合AC-DC转换器。

12V交错式PFC AC-DC转换器：

器件沿用与效率优化

12V交错式PFC AC-DC转换器用的DTMOS系列MOSFET、SiC MOSFET、输出光耦与48V AC-DC转换器相同。

U-MOS系列MOSFET则使用东芝TPHR8504PL等，具有高速开关、小栅极电荷、小输出电荷、低漏-源导通电阻、增强模式特性，转换器效率因此大幅提升。

12V无桥PFC AC-DC转换器：

器件选择灵活多样

12V无桥PFC AC-DC转换器使用的DTMOS系列MOSFET与48V AC-DC转换器部分重合，另有TK110Z65Z等可选。后者进一步降低了漏-源导通电阻×栅极-漏极电荷，效率更进一步。

SiC MOSFET、SiC肖特基势垒二极管及输出光耦型号和前面一样。U-MOS系列MOSFET（TPHR6503PL等），具有高速开关、小栅极电荷、小输出电荷、低漏-源导通电阻和增强模式等特性。

48V DC-DC转换器：

两种类型，更多选择

48V DC-DC转换器有两种，一是300W隔离式全桥型DC-DC转换器，U-MOS系列MOSFET使用TPH9R00CQH等，增速提效是其拿手本领。

输出光耦为TLP2767等，作为低输入、高隔离型光耦，它可以保证高隔离电压（5000Vrms）和宽工作温度范围，且封装小巧轻薄。

二是1.2V和100A输出隔离式DC-DC转换器电源，U-MOS系列MOSFET也是TPH9R00CQH等。高速通信用输出光耦同上。

风扇电机驱动：

既高效驱动又控制成本

风扇电机驱动电路的3相直流无刷电机驱动IC是东芝1-Hall正弦波PWM驱动器（TC78B025FTG等）。其输出级DMOS可实现0.2Ω低导通电阻；结合非易失性存储器（NVM）和闭环速度控制功能，不使用微型计算机，进而控制成本。

东芝功率MOSFET SSM6K341NU等是4.0V驱动器，具有低漏-源导通电阻，电源管理开关和DC-DC转换器应用当仁不让。

过温监控：

精准监控与低功耗运行兼得

过温监控电路采用东芝TCTH011AE等过温检测IC（ThermoflaggerTM），当检测到外部PTC热敏电阻的电阻值变化时，它会输出异常状态信号。PTC热敏电阻的输出电流为1μA（典型值），总电流消耗为1.8μA（标准值），是低功耗运行的行家里手。

保护电路：

多方位防护，万无一失

外围接口信号线保护电路采用东芝TVS二极管DF2B7ASL等，以保护移动设备接口和其他应用的半导体器件免受静电和噪声的影响。

电源线至存储设备保护电路是一个电子保险丝（eFuse IC），东芝CKE800NA、以及具有高速开关特性的肖特基势垒二极管（CUHS20F30等）、CSLZ5V6等齐纳二极管，能以小封装防止电压浪涌。

东芝服务器解决方案充分利用其丰富的半导体产品，为低功耗小型化服务器设计提供了全面且高效的解决方案。无论是系统电源、风扇驱动、过温监控还是接口保护等方面，都有针对性的产品和技术支持。

如果你正在为服务器设计而烦恼，不妨借鉴这一方案，开启服务器设计新的一页！

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商，公司累积了半个多世纪的经验和创新，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。