ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

Release time:2024-04-26
author:AMEYA360
source:ROHM
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  全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向中小功率(30W~1kW级)的工业设备和消费电子设备,开始提供LogiCoA™电源解决方案,该解决方案能以模拟控制电源*1级别的低功耗和低成本实现与全数字控制电源*2同等的功能。

ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

  在以中等功率工作的工业机器人和半导体制造设备等应用中,大多采用模拟控制电源。然而近年来,要求这类电源要具备高可靠性和精细控制功能,仅采用模拟控制方式的电源配置已经很难满足市场需求。另一方面,全数字控制电源虽然可以进行更精细的控制和设置,但存在所用的数字控制器功耗大、成本高等问题,因此在中小功率电源中很难普及应用。针对该课题,ROHM开发出融合了模拟和数字各自优势的LogiCoA™电源解决方案。利用高性能且低功耗的LogiCoA™微控制器,可以构建能轻松控制各种电源拓扑的环境。

  LogiCoA™是基于融合了数字元素的设计理念开发而成的品牌,可以更大程度地发挥模拟电路的性能。LogiCoA™电源解决方案是业界先进的“模拟数字融合控制”电源,将以LogiCoA™微控制器为核心的数字控制部分和由Si MOSFET等功率器件组成的模拟电路结合在一起的方式,在业界尚属初创。在全数字控制电源中,可以由低位微控制器来处理由高速CPU*3和DSP*4等数字控制器承担的功能,从而能以低功耗和低成本来实现模拟控制电源难以实现的高性能。另外,该解决方案可以在LogiCoA™微控制器中存储电流和电压值等各种设置值,因此可根据电源电路补偿外围元器件的性能波动。与模拟控制电源相比,这种电源无需考虑设计裕量,从而有助于缩小电源的体积并提高电源的可靠性。此外,由于工作日志数据可以存储在微控制器内的非易失性存储器中,因此非常适用于要求存储日志作为故障时备份的工业设备电源。

  在ROHM官网上,发布了评估用的参考设计“REF66009”,用户可以在非隔离式降压转换器电路中体验使用LogiCoA™电源解决方案的效果。在ROHM官网上还公布了评估所需的电路图、PCB布局、元器件清单、示例软件和支持文档等各种工具,通过使用ROHM提供的参考板“LogiCoA001-EVK-001”,可评估在实际应用产品中的使用效果。

  LogiCoA™电源解决方案中搭载的LogiCoA™微控制器,预计从2024年6月开始投入量产并提供样品。未来,ROHM将继续扩充LogiCoA™微控制器产品阵容,以支持各种电源拓扑,通过实现电源部分(在应用产品功率损耗中占大部分比例)的节能和小型化,助力实现可持续发展的社会。

ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

  <关于“LogiCoA™”品牌>

  LogiCoA™是为了更大程度地发挥出ROHM擅长的模拟电路的性能,基于融合了数字元素的设计理念开发而成的品牌。通过融合模拟电路和数字控制的优势,可充分激发出电路拓扑的潜力,从而有助于提高电能利用效率。LogiCoA™设计理念的定位是不仅适用于电源领域,而且还可用于各种电源解决方案,因此,目前正在考虑将其应用于未来的产品和解决方案。

ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

  在ROHM的官网上,提供了可用来确认LogiCoA™微控制器功能的评估用参考设计“REF66009”,可以使用非隔离式12V降压转换器电路来确认LogiCoA™电源解决方案的基本工作情况。利用从参考设计页面获取的示例软件,还可以用参考板“LogiCoA001-EVK-001”确认在实际应用产品上执行任务的时序控制和各种参数的监测等功能。关于参考板的具体信息,欢迎垂询ROHM的销售代表或通过ROHM官网的“联系我们”进行咨询,还可以联系ROHM代理商AMEYA360进行详询。

ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

  <应用示例>

  ・工业机器人设备 ・半导体制造设备 ・娱乐设备

  此外,还适用于一般的工业设备和消费电子设备(30W~1kW)等各种应用。

  <关于LogiCoA™微控制器>

  ROHM正在开发的LogiCoA™微控制器,针对LogiCoA™电源解决方案等模拟数字融合控制进行了优化。该微控制器配备了可与定时器联动的3通道模拟比较器、可对各种参数进行数字控制的D/A转换器等器件,支持各种电源拓扑。ROHM计划于2024年6月将LogiCoA™微控制器投入量产并提供样品。

 

ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

  <术语解说>

  *1) 模拟控制电源

  由模拟器件组成的简单电源。因其电源结构简单且功耗低而成为目前1kW以下电源中的主流电源。但是,其很难实现任意参数设置、日志数据存储等高级功能,而如果要实现这些功能,就需要考虑成本和功耗较高的全数字控制电源。

  *2) 全数字控制电源

  利用数字技术控制供电的电源。利用高速CPU和DSP等,可以精确监测和控制电压、电流等各种参数,从而可提高电源的效率和可靠性等性能。另外,还可以实现模拟控制电源难以实现的功能,比如采集工作日志数据。然而其CPU和DSP价格较高,功耗也大,在成本和节能方面一直存在瓶颈。

  *3)CPU / Central Processing Unit

  执行程序和处理数据的中央控制单元。负责计算和处理并根据程序执行指令。

  *4)DSP / Digital Signal Processor

  将模拟信号转换为数字信号,并对转换后的数字信号进行分析、滤波、放大等处理的设备。DSP处理速度快,且具有支持各种应用的灵活性,除了电源之外,在声音处理和图像处理等处理数字信号的电路中发挥着重要的作用。

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ROHM的LogiCoA™开辟中小功率段新潮流——兼顾模拟的速度与数字的智能
  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  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  · 校准功能  · 日志功能  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。
2026-07-15 13:06 reading:276
顶面散热新封装!ROHM推出高耐压且散热性能优异的SiC MOSFET
  中国上海,2026年7月9日——全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)今日宣布,推出SiC MOSFET的TSC3PAK(14.00×18.58×3.50mm)封装。新产品为可自动安装的表贴型产品,通过采用将散热面置于封装顶部的结构,实现了与插装型封装(TO-247-4L)同等级别的散热性能。在将该器件用于电动汽车(xEV)的车载充电器(OBC)和电动压缩机等应用时,可有助于提升功率转换电路的效率和可靠性。  新产品通过采用ROHM自有的沟槽设计,确保了6.66mm业界先进水平的爬电距离*1。新产品不仅与市场上广泛普及的封装兼容,同时,还实现了污染等级2级*2环境下1200V交流峰值电压耐受能力。因此,在高耐压应用中可实现安全的绝缘设计,有助于降低安装成本并提高可靠性。  另外,通过搭载ROHM第4代SiC MOSFET,还实现了低导通电阻和高速开关特性。这使得功率转换时的开关损耗大幅降低,有助于应用产品进一步提高效率并更加节能。  新产品已于2026年6月开始量产(样品价格:5500円日元/个,不含税),且同时开始线上销售。此外,ROHM官网还提供仿真模型,助力客户快速进行电路评估。  未来,ROHM将通过进一步扩充SiC MOSFET产品阵容,为电子设备实现更高性能、更小体积与更高可靠性提供支持。  <开发背景>在电动汽车(xEV)中,为了提高充电速度并延长续航里程,除了主驱逆变器外,SiC器件在车载充电器(OBC)和电动压缩机等的功率转换电路中的应用也在不断扩大。另外,在工业设备领域,作为有助于高性能服务器电源和光伏逆变器等设备高效工作的器件,SiC器件的应用也持续增长。传统的SiC器件为了在大功率运行时有效散热,主要采用的是散热性能优异的插装型封装。但是,插装型封装不仅涉及手工安装工序,还存在因封装形状限制而难以实现薄型化的问题。对此,近年来可自动安装的表贴型SiC器件开始普及。新产品采用表贴型封装,却实现了与TO-247等插装型封装同等级别的散热性能。  <应用示例>车载设备:车载充电器(OBC)、电动压缩机等工业设备:光伏逆变器、服务器电源等<关于“EcoSiC™”品牌>EcoSiC™是采用了因性能优于硅(Si)而在功率元器件领域备受关注的碳化硅(SiC)的元器件品牌。从晶圆生产到制造工艺、封装和品质管理方法,ROHM一直在自主开发SiC产品升级所必需的技术。另外,ROHM在制造过程中采用的是一贯制生产体系,目前已经确立了SiC领域先进企业的地位。  <术语解说>  *1) 爬电距离  两个导体之间沿绝缘表面测得的最短距离。在半导体设计中,为了防止触电、漏电、半导体产品短路,需要采取确保爬电距离和电气间隙的绝缘对策。  *2) 污染等级2级  污染等级2级相当于家庭和办公室等常见的环境,即仅存在干燥的非导电污染物的状态。污染等级是确定元器件的电气间隙和爬电距离时会产生影响的环境等级,根据污染物质的有无、数量和状态分为1~4级。
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ROHM课堂 | 参数设置与热仿真模型
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ROHM半导体激光仿真模型概要
  概要  应用于激光雷达(LiDAR)及高功率工业设备的半导体激光器(以下简称激光二极管)设计中,因需实现纳秒级的高速脉冲驱动与大电流控制,结合寄生电感和热特性开展精细化解析是必不可少的环节。罗姆(ROHM)为助力设计人员在更贴近实际整机的环境中完成仿真工作,特提供可还原器件电气特性的SPICE模型,以及光学设计中不可或缺的光线文件(Ray File)。本文档将围绕以下核心要点,对罗姆激光二极管专用仿真模型进行详细说明。  · SPICE模型的体系:紧凑型模型与子电路模型(宏模型、行为模型)的差异说明  · 高功率激光二极管模型的特点:可在PSpice®、LTspice®中使用,且实现电气特性与光输出特性耦合的行为模型结构。  · 光学解析专用光线文件Ray File:可在光学仿真软件 LightTools®、Ansys Zemax OpticStudio®中调用的光线数据概述  · 实际设计中的应用:利用评估板电路开展脉冲驱动仿真的实际案例  SPICE模型的种类  SPICE模型分为"紧凑模型(器件模型)"和"子电路模型"两种(表1)。紧凑模型(器件模型)针对双极晶体管、二极管、LED等单一元件,语法以".MODEL"开头。子电路模型由多个元件组合构成,适用于 MOSFET、SiC功率器件、激光二极管以及部分二极管。  语法以「.SUBCKT」开始,该模型语法以 「.SUBCKT」开头,以「.ENDS」结尾。在各类子电路模型中,数字晶体管、MOSFET等器件,均通过由多个元件构成的等效电路所定义的宏模型进行描述;而碳化硅SiC功率器件、激光二极管等器件,因存在宏模型无法还原的器件特性,故通过以自定义公式定义该类特性的行为模型进行描述。  罗姆提供的仿真模型  罗姆提供的激光二极管仿真模型具体分为以下两类:  SPICE模型  截至2026年3月,罗姆的激光二极管产品已配套推出高功率激光二极管专用SPICE模型。上述模型均适配 PSpice与LTspice仿真软件,文件名称如下所示。尽管模型文件有数个版本,但所有文件均可在两款仿真软件中通用。文件名后缀带有”_Po”的为光输出模型。  Ray File  LightTools®及Ansys Zemax OpticStudio®可使用的Ray数据文件以以下的文件名表示。
2026-07-09 09:36 reading:371
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