东芝固态硬盘解决方案

数据洪流时代人们对数据存储的要求越来越高，在要求更快读取速度和更高存储容量的同时，对存储设备的便携性和安全稳定等方面也提出了很高的要求。固态硬盘（SSD，Solid State Drive）的主要优点包括移动性好、数据保护不受电源控制、能适应于各种环境，同时高品质的家用固态硬盘可轻松达到普通家用机械硬盘十分之一的故障率。

东芝长期以来关注着固态硬盘的发展趋势，依靠多年积累的系统设计开发经验和先进而广泛的产品线，对固态硬盘产品的实际设计需求进行了深入分析，为开发固态硬盘的客户提供全面的设备解决方案，我们一起来看看东芝的固态硬盘解决方案都有哪些关键的技术创新吧！

图1固态硬盘的整体解决方案

东芝的移动硬盘整体解决方案包含了电源输入保护电路、各种器件供电电路、外部连接器的ESD器件保护电路、使用MOSFET的电压电平转换电路、使用逻辑IC的电压电平转换电路以及多点过温监测电路等单元，这些单元共同构筑了东芝面向固态硬盘的整体解决方案。

01输入电压电源部分

固态硬盘需要经常插拔或者通电，出色的电源输入保护功能可以确保固态硬盘工作的可靠性。如图2所示的电源输入保护电路示例中，TVS二极管通过吸收静电以防止电路故障，从而防止ESD脉冲通过连接器进入引起故障，东芝的DF2B5M4ASL／DF2B6M4ASL／DF2B6M4BSL／DF2S6P1CT／DF2S14P2CTC可以非常完美地保护整个电路。该方案配备了低导通电阻多功能开关TCK301G／TCK303G高压负载开关IC提供浪涌抑制等多种保护功能。内置短路、过电流、过电压等保护功能的TCKE8 Series／TCKE7系列eFuse IC适用于电源控制。肖特基势垒二极管（如东芝的CUHS20F30／CUHS20F40）提供了在瞬时高压、低漏电流以及供电线反向连接等情况下的保护功能，小封装N沟道MOSFET栅极驱动器TCK4xxG 系列则内置了过电压保护功能，在降低功耗的同时减少了负载开关单元的尺寸。

图2电源输入保护电路

02各功能单元供电电路

在固态硬盘中各个功能单元都需要进行安全可靠的供电，同时要确保系统的低功耗和小尺寸。如图3所示的各个单元供电电路中，具有低导通电阻的多功能负载开关IC如TCK111G／TCK127BG／TCK206G／TCK207AN适用于高效的功率控制；从通用型到小型封装的表面贴装LDO调节器（如东芝的TCR15AG／TCR13AG／TCR8BM／TCR5BM／TCR5RG／TCR3RM／TCR3U／TCR2L／TAR5系列）有助于实现不受电池波动影响的稳定电源；小封装和低导通电阻的小信号MOSFET（如东芝的SSM3J338R／SSM3K324R／SSM3K35AMFV）适用于负载开关应用、电平转换应用等，有助于降低功耗并实现系统的小型化；低Ct的双向TVS二极管在保护高速差分信号线方面非常有价值。

图3各种器件电源电路

03电平转换

在固态硬盘的硬件电路中，包含了两种电平转换方式，一种是使用MOSFET的电压电平转换电路（如图4），另一种是使用逻辑IC的电压电平转换电路（图5），两种电平转换都有各自应用的特点。具有小封装和低导通电阻的小信号MOSFET（如东芝的SSM3J338R／SSM3K324R／SSM3K35AMFV）和具有电平移位功能的L-MOS（如东芝的7UL1T02FU／7UL1T08FU／7UL1T32FU）可实现电平转换。东芝提供的各类小封装产品有助于减少电路板面积。

图4使用MOSFET的电压电平转换电路

图5使用逻辑IC的电压电平转换电路

04过温监测电路

温度监测是固态硬盘工作时必备的功能，用以防止因温度过高而损坏硬盘的部分单元。东芝提供的过温监测电路如图6所示，携带东芝独有的ThermoflaggerTM技术的过温检测芯片TCTH系列可以对电路板上的多个点进行过温监测，如MOSFET、PMIC和处理器。通过使用低功耗的超温检测芯片不仅可以实现机组的低功耗，小型化封装有助于减少系统电路板的面积。

图6多点过温监测电路

安全可靠是固态硬盘电路设计时最关键的参考因素，东芝的固态硬盘设计解决方案提供了更出色的电路保护功能，并且时刻将系统的功耗更低和电路板小型化作为解决方案开发的重要参考因素，借助东芝广泛的产品线可以为客户提供灵活且多元化的固态硬盘系统设计解决方案。

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。