ROHM课堂 | ROHM LogiCoA™为50W~1kW电源转换器领域开创模数混合控制新技术

发布时间：2026-01-22 17:39
作者：AMEYA360
来源：ROHM
阅读量：945

　　传统的微控制器，受成本和功耗等因素的限制，很难在50W~1kW级电源中实际应用数字控制技术。ROHM的LogiCoA™通过采用混合型且基于事件驱动的设计，成功攻克了这一难题。而且，该产品还具备校准功能、日志采集功能及软件灵活性，可实现高效且可扩展的电源解决方案。

ROHM课堂 | ROHM LogiCoA™为50W~1kW电源转换器领域开创模数混合控制新技术

　　前言

　　电力电子领域正经历着日新月异的发展，对更智能、更高效且可扩展的电源解决方案的需求与日俱增。数字控制是满足这些需求的有效手段，但传统的微控制器因成本和功耗等方面的问题，一直很难在50W~1kW的中小功率范围得到广泛应用。因此，这一范围仍以模拟控制为主，这虽然有成本低、功耗低的优点，但在功能方面还存在局限性。

　　本文将介绍ROHM的Logic and Control Architecture(LogiCoA™)是如何攻克这一长期存在的技术难题的。通过将模拟技术的高效性与数字技术的灵活性融合在一起，LogiCoA™使得在工业设备主流市场实现高级数字控制成为现实。在接下来的内容中，我们将详细阐述现有解决方案的局限性、LogiCoA™混合方案及其在成本效益、性能表现及设计灵活性方面开创的新可能性。

　　在50W~1kW电源转换器中应用数字控制所面临的挑战

　　数字控制电源用的微控制器本身并非新技术，很多半导体制造商早已开始提供相关解决方案，并已应用在各种应用场景中。然而，LogiCoA™之所以与众不同，在于它针对传统微控制器无法解决的根本问题采取了创新性的解决方法。 一直以来的课题是现有的数字控制微控制器不仅价格高，功耗也很大。因此，目前其主要用途仅限于超过1kW的大功率工业电源系统领域，而在50W~1kW的中小功率范围(主流市场)仍难以普及。

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　　工业设备电源系统中的功率控制方式细分

　　在中小功率电源系统中，对数字控制电源特有的高级功能的应用需求非常强烈。然而，受成本和功耗等问题的影响，数字控制电源的导入仍处于审慎推进阶段。

　　PWM控制回路的结构创新

　　针对传统数字控制电源用的微控制器在成本和功耗方面存在的课题，LogiCoA™通过采用模数混合技术成功解决了这一课题。

　　在常规的数字控制电源中，通常采用A-D转换器和CPU/DSP来构建PWM控制回路。为将该控制回路内的延迟时间控制得更小，高速A-D转换器及高性能CPU/DSP是必不可少的器件。 然而，这正是导致成本高和功耗大的主要原因。

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采用了LogiCoA™的电源系统的结构


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　　在电路设计中，阻抗测量之所以非常重要，是因为它能够准确掌握交流信号下的复阻抗特性(Impedance: Z)。例如，在数GHz频段下，若天线阻抗发生偏移，将导致通信质量显著下降，并造成非预期的噪声和损耗。在实际应用场景中，虽然需要借助LCR测试仪、阻抗分析仪、VNA(矢量网络分析仪)等测量仪器进行准确测量，但若对测量和分析流程的理解不够充分，则难以发挥预期性能。本指南将从阻抗测量的方式选择和使用方法到精度提升方法，介绍高效率的阻抗测量。　　01 阻抗测量的原因和意义　　在电路性能未达设计预期时，准确识别元器件的实际特性对于锁定原因而言非常重要。仅依据规格书参数进行设计，会忽略频率特性和温度变化等因素导致的波动，从而引发非预期工作。这就要求通过阻抗测量来量化波动因素，从而提高设计精度。　　实测值与规格值存在差异的原因：寄生分量和频率特性　　产品规格书中列出的数值，通常是在1kHz和120Hz等标准测试条件下测得的值。若实际应用设备的工作频段、信号电平、直流偏置、温度及安装条件与其存在差异，实测结果将系统性偏离理想模型。要想预见差异并进行调整，需以理想元件的特性为出发点，了解现实中元器件的寄生分量和频率响应特性，下面以三种元件为例进行说明。　　影响测量结果的因素　　本节将重点关注元件固有的因素(电容和电感的频率、直流偏置、交流电平、温度)，并梳理导致测量结果变化的主要因素。有关因夹具和测量相关因素(校准、布线、周围环境)导致的误差，请参阅“测量步骤和测量环境”章节。　　02 阻抗测量的步骤和解读方法　　要想进行准确的元器件评估和电路性能预测，就需要掌握测量步骤和数据解读方法。如果测量值的判定标准模糊不清，就无法获得预期的性能。下面通过典型的电子元器件测量实例，详细介绍技术和数据的解读方法。　　自谐振的发现方法和解读　　在自谐振频率下，容抗与感抗相等，相位跨越0°。阻抗模值|Z|根据元件取极值：电容器为极小值，电感器为极大值。在实际应用中，通常通过频率扫描来确认|Z|的极值(极小值/极大值)与相位0°在同一频率处重合，并将该频率定义为“SRF”。电容器超过SRF后会呈现感性，而电感器超过SRF后则会呈现容性。　　测量前的校准步骤：开路、短路、负载补偿以及夹具管理　　通过矢量网络分析仪等进行单端口(1-port)校准时，需使用开路(Open)、短路(Short)、负载(Load)三种标准件，并将它们分别定义为理想元件叠加实际寄生分量后的模型。
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