在數(shù)字化浪潮席卷各行各業(yè)的今天，穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)已成為保障設(shè)備正常運(yùn)行的生命線。不間斷電源（UPS）作為電力系統(tǒng)的“守護(hù)者”，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行安全。

然而，現(xiàn)代UPS設(shè)計(jì)面臨著低功耗、高效率、小型化、穩(wěn)定運(yùn)行等多重挑戰(zhàn)，如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能，成為工程師們亟待解決的難題。

東芝半導(dǎo)體推出的完整的不間斷電源解決方案，覆蓋電源單元、逆變器/轉(zhuǎn)換器單元、控制單元到信號(hào)傳輸單元等各個(gè)環(huán)節(jié)。東芝不僅提供高性能的半導(dǎo)體產(chǎn)品，更配備詳實(shí)的電路配置示例，助力工程師快速攻克設(shè)計(jì)難點(diǎn)，打造具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的UPS產(chǎn)品。

東芝不間斷電源解決方案系統(tǒng)框圖

01能效優(yōu)先：降低系統(tǒng)功耗是關(guān)鍵

東芝UPS方案如何實(shí)現(xiàn)高效DC-DC轉(zhuǎn)換？其核心在于構(gòu)建了一個(gè)強(qiáng)大的“功率矩陣”：高效的DTMOS/SiC/U-MOS MOSFET與隔離光耦。而掌控這個(gè)矩陣的“指揮家”則是內(nèi)置3相PWM逆變控制的TXZ+ M4N組MCU，確保每一份能量都精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

“能效之王”：讓每一分電力都用在刀刃上

東芝DTMOS系列MOSFET（TK25A60X等）通過優(yōu)化RDS(on)×Qg性能指標(biāo)，顯著提升了開關(guān)特性。RDS(on)×Qg的改善和體二極管反向恢復(fù)特性的提升，為電源效率的提升立下了汗馬功勞。

“秒開關(guān)”：性能狂飆80%

東芝SiC MOSFET TW015N65C采用第三代先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)，開關(guān)特性性能指標(biāo)RDS(on)×Qg較前代產(chǎn)品降低80%，漏極源極導(dǎo)通電阻典型值僅為15m?，內(nèi)置的SiC肖特基勢(shì)壘二極管更能有效防止高閾值電壓導(dǎo)致的故障。

DC-DC轉(zhuǎn)換器和控制電路

“百搭小能手”：簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，高效輸出

TPN19008QM等U-MOS系列MOSFET產(chǎn)品線豐富、設(shè)計(jì)友好，輕松選型不糾結(jié)。在保持高效率的同時(shí)，它能滿足多樣化應(yīng)用場(chǎng)景，是節(jié)能提效路上的“貼心搭檔”！

在AC-DC轉(zhuǎn)換器（帶PFC電路）和DC-AC逆變器環(huán)節(jié)，東芝同樣部署了上述先進(jìn)的功率器件、光耦和MCU。

“省電先鋒”：低損耗、高可靠

東芝SiC肖特基勢(shì)壘二極管采用新型金屬與優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)低正向電壓（VF），有效降低導(dǎo)通損耗，提升整機(jī)效率，是高效電源設(shè)計(jì)中不可或缺的“節(jié)能利器”！

AC-DC轉(zhuǎn)換器（帶PFC電路）及控制電路

DC-AC逆變器及控制電路

02智慧核心：精準(zhǔn)控制，確保系統(tǒng)穩(wěn)健運(yùn)行

高性能的UPS系統(tǒng)離不開強(qiáng)大的“大腦”。東芝TXZ+系列M4N組MCU以其卓越的性能，為UPS系統(tǒng)注入了智慧內(nèi)核。

“最強(qiáng)大腦”：精準(zhǔn)控制，穩(wěn)如泰山

東芝TXZ+系列M4N組MCU內(nèi)置ArmCortex-M4 CPU內(nèi)核，最高工作頻率達(dá)200MHz，配備單周期MAC指令、優(yōu)化SIMD指令和單精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元。

豐富的外設(shè)資源包括高精度AD轉(zhuǎn)換器、多功能定時(shí)器和各類通信接口，實(shí)現(xiàn)低功耗傳感器監(jiān)測(cè)，滿足從電機(jī)控制到高效信號(hào)處理的各種應(yīng)用需求。

這套智能控制系統(tǒng)貫穿UPS的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：在DC-DC轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn)精確的功率轉(zhuǎn)換控制；在AC-DC轉(zhuǎn)換器中優(yōu)化功率因數(shù)校正；在DC-AC逆變器中確保輸出波形質(zhì)量。

全方位的控制架構(gòu)如同給UPS系統(tǒng)裝上了“智慧大腦”，確保每一個(gè)環(huán)節(jié)都精準(zhǔn)可靠。

DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊（雙向型）

AC-DC轉(zhuǎn)換器模塊（帶PFC電路）

DC-AC逆變器模模塊

03安全屏障：高速通信與可靠隔離并重

在追求性能的同時(shí)，系統(tǒng)安全同樣不容忽視。東芝為UPS系統(tǒng)控制和通信的電氣隔離和安全構(gòu)建了多重保護(hù)。

“安全衛(wèi)士”：高隔離，多功能，自動(dòng)防護(hù)

在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和隔離高速通信的同時(shí)，東芝智能柵極驅(qū)動(dòng)光耦TLP5214A、TLP5212采用長(zhǎng)爬電間隙SO16L封裝，具備4.0A輸出電流能力。其完善的智能保護(hù)功能包括：IGBT去飽和檢測(cè)可及時(shí)識(shí)別隔離故障狀態(tài)，提供系統(tǒng)自診斷能力；軟IGBT關(guān)斷和有源米勒箝位確保開關(guān)過程平穩(wěn)；欠壓鎖定（UVLO）功能防止電壓異常的風(fēng)險(xiǎn)。它在高溫下也能穩(wěn)定工作，是系統(tǒng)安全的“全能保鏢”！

“信號(hào)放大鏡”：數(shù)據(jù)采集又快又準(zhǔn)

東芝TLP7820隔離放大器通過先進(jìn)的光耦技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度電流電壓檢測(cè)。其線性度好、抗干擾強(qiáng)，隔離性能優(yōu)越，實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)狀態(tài)，確?？刂啤把勖餍牧痢?！可選輸出類型可為用戶提供更多選擇。

MCU與轉(zhuǎn)換器之間的控制信號(hào)傳輸線

“靜電克星”：接口不怕靜電沖擊

東芝低電容TVS二極管DF2B7ASL動(dòng)態(tài)電阻低，箝位電壓穩(wěn)，能輕松吸收ESD靜電，保護(hù)通信接口不受損傷，尤其適合高密度板設(shè)計(jì)！

RS-232接口

04小型化典范：實(shí)現(xiàn)更緊湊布局

現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)空間利用率的追求永無止境，東芝功率器件的小型化特性為此提供了完美解決方案。它不僅節(jié)省了寶貴的電路板空間，更通過優(yōu)化布局降低了寄生參數(shù)，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性。

“小巧能量塊”：安靜供電，助力高密度安裝

碳化硅器件的高功率密度特性允許使用更小的散熱器和更緊湊的布局，大幅提升空間利用率。

而小型表面貼裝LDO穩(wěn)壓器TCR15AG等小身材、低噪聲，具備高壓差、高電源抑制比（PSRR）特性，輸出干凈穩(wěn)定，為核心芯片提供“靜音級(jí)”供電，再也不用擔(dān)心電源波動(dòng)！

電源單元

東芝不間斷電源解決方案以其創(chuàng)新的技術(shù)、可靠的產(chǎn)品和完整的支持體系，為工程師提供了通往成功的鑰匙。無論是追求極致效率，還是需要緊湊設(shè)計(jì)，或是要求最高可靠性，這個(gè)方案都能提供滿意的答案。

關(guān)于東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社

東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社是先進(jìn)的半導(dǎo)體和存儲(chǔ)解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，公司累積了半個(gè)多世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新，為客戶和合作伙伴提供分立半導(dǎo)體、系統(tǒng)LSI和HDD領(lǐng)域的杰出解決方案。

東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社十分注重與客戶的密切協(xié)作，旨在促進(jìn)價(jià)值共創(chuàng)，共同開拓新市場(chǎng)，期待為世界各地的人們建設(shè)更美好的未來并做出貢獻(xiàn)。