兼顾模拟的速度与数字的智能——ROHM的LogiCoA™开辟中小功率段新潮流

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兼顾模拟的速度与数字的智能——ROHM的LogiCoA™开辟中小功率段新潮流

2026.07.06

兼顾模拟的速度与数字的智能——ROHM的LogiCoA™开辟中小功率段新潮流

50W〜1kW的中小功率段，是工业设备电源中出货量较大的主力领域然而，对于传统的微控制器而言，受成本和功耗瓶颈的限制，在这一领域应用数字控制技术尚不具备现实可行性。ROHM开发的LogiCoA™采用模拟与数字相结合的事件驱动方式，直面这一挑战。以接近模拟控制的成本，实现了校准、日志记录以及支持多种拓扑结构等高级功能。

前言

电力电子技术正在飞速发展，市场对更智能、更高效且更具可扩展性的电源解决方案的需求也日益高涨。虽然数字控制具备实现这些功能的潜力，但受限于微控制器的成本及功耗问题，其在中小功率段（50W～1kW）的普及应用一直相对滞后。因此，在该领域，模拟控制依然占据主导地位。模拟控制虽然具备低成本、低功耗的优势，但在功能方面存在较大局限。

本文将阐述ROHM的LogiCoA™是如何应对这一长期存在的课题的——通过融合模拟的高效性和数字的灵活性，在工业设备的主力市场中实现了高级数字控制的实际应用。

“为什么数字控制未能普及至中小功率段？”

数字控制电源用的微控制器，并非什么新概念。很多半导体制造商已经在这一领域提出了各自的解决方案。LogiCoA™的卓越之处，在于其攻克了传统微控制器无法解决的难题。

数字控制用的微控制器主要被限制在输出功率超过1kW的大功率领域中。而50W〜1kW左右的中小功率段是出货数量庞大的主力市场。然而，传统的微控制器因成本和功耗的限制，一直难以在该领域广泛应用。

图1：工业设备电源系统中的电力控制方式划分

尽管模拟控制在低成本和低功耗方面具有优势，但在功能方面存在较大限制。在中小功率领域，对数字控制特有的校准、日志记录以及支持多种拓扑结构等高级功能的需求日益增长，但成本一直是制约其普及的门槛。

图2：模拟控制依赖于低成本、低功耗的分立器件，但其功能有限。而数字控制虽能实现高级功能，却因需要高速微控制器而导致成本和功耗增加。

PWM控制环路结构的创新

针对这一课题，LogiCoA™通过融合模拟与数字技术，实现了突破性解决方案。

在一般的数字控制电源中，通过A-D转换器和CPU/DSP相结合来构成PWM控制环路。为更大程度地减少控制环路内的延迟，高速A-D转换器和高性能CPU/ DSP不可或缺，这也是高成本、高功耗的主要原因。

LogiCoA™彻底重构了PWM控制环路的结构。利用外置的模拟补偿器（如误差放大器）替代高速A-D转换器，并将其输出信号作为内置高分辨率定时器的触发信号。如此一来，无需通过CPU，即可在每个时钟周期内控制PWM信号的占空比。这种由来自模拟补偿器的信号输入来触发并启动控制的方式即为“事件驱动方式”。

通过这一结构的创新，与传统的数字控制用微控制器相比，成本可降至约1/3至1/4，功耗更是大幅降至约1/30。数字控制技术在工业设备中小功率段电源中的应用，终于成为现实。

* RMOS（实时微操作系统；Real time Micro Operating System）
图3：采用了 LogiCoA™ 的电源系统的结构

配备日志功能和校准功能

LogiCoA™虽然在IC内部内置了CPU，但却特意将CPU从实时PWM控制环路的运算中分离出来。CPU在后台运行，通过用户自定义的软件例程处理电源的启动与停止、输入输出监控、电流检测以及外部通信管理等功能。这种架构带来了以下突出的功能优势：

支持多种拓扑结构

一般的模拟控制电源IC是专用于特定的拓扑结构的。需要根据不同用途需求来配备不同型号的产品，这增加了库存管理的负担。使用LogiCoA™，仅需软件变更即可兼容多种拓扑结构，仅单枚器件即可覆盖广泛的应用场景。

校准功能

电源系统中使用的IC、功率元器件、变压器等器件存在特性值的偏差。在模拟设计中，需要针对这种偏差确保足够的裕量，例如，即使25V耐压产品已足够的场景，也需要选择50V耐压的产品。这使得部件体积变大，成本也更高。LogiCoA™ 的校准功能可通过软件对这种偏差进行补偿，从而可以实现将所需设计裕量降至更低的同时达到小型化、低成本的设计目标。

日志功能

能够将运行日志保存在内置的存储器中。日志的保存和读取不会对电源控制产生影响。因此，通过读取和分析任意的日志数据，可以实现远程维护、发生故障时的原因分析、客户投诉处理、受老化影响的寿命预测、以及通过LED显示运行状态等功能。

图4：通过控制用PC对从LogiCoA™ MCU收集到的日志数据进行分析，可以监控应用产品和电源单元本身的运行状态。

利用ROHM的RMOS实现实时电力控制

在软件层面为LogiCoA™提供支持的，是ROHM自主研发的实时操作系统“RMOS（Real-time Micro Operating System）”。该系统免费提供，支持同时控制PFC电路和DC-DC转换器，或同时控制两个DC-DC转换器。另外，ROHM还为各种拓扑提供示例代码，通过基于Excel的工具即可轻松设置运行参数。

在客户支持方面，欧洲地区由位于德国维利希的ROHM应用与技术解决方案中心负责；而在日本国内，则设有专门的LogiCoA™支持部门。

总结

LogiCoA™是数字控制电源设计领域的一项重大转折性技术。通过将实时PWM控制交由模拟和数字电路处理，并将CPU资源分配给后台处理，在不牺牲功能性的前提下，显著降低了成本和功耗。

由于具备拓扑结构重构、校准和记录日志等特点，LogiCoA™在提升系统性能的同时，还有助于降低设计的复杂性并减小应用产品的尺寸。配备RMOS和全球专用支持体系的LogiCoA™，是在50W〜1kW这一功率段实现数字控制的切实可行解决方案。这种将模拟的速度与数字的智能相结合的复合方案，为可扩展且高效率的电源管理提供了新选择。