ROHM：通过模拟和数字的融合解决问题！

　　“电源控制IC”是确保各种电气产品和电气设备正常运行的不可或缺的器件。

　　要使应用产品正常高效地运行，电源控制IC的选择和合理设计是非常重要的。

　　然而，貌似有很多工程师认为“使用哪种电源控制IC应该不会有太大的差异吧?”所以，在本文中，将为大家介绍以为知道了但实际上并未真正了解的电源控制IC基础知识，以及ROHM目前正在挑战的旨在“带来电源控制IC革命”的新电源技术。

　　目录

　　1.模拟控制与数字控制

　　2. 各自的优缺点

　　3. 模拟控制和数字控制的区分使用

　　4. 在中小功率应用中难道只能采用模拟控制吗?

　　5. 中小功率应用也可以使用“数字控制”电源

　　6. 模拟控制应用领域的新可能性

　　7. 总结

　　产品介绍、详细信息、其他链接等

　　1. 模拟控制与数字控制

　　目前，电源控制IC大致被分为两类。

　　有通过模拟控制器进行控制的“模拟控制”电源控制IC，和通过微控制器等进行控制的“数字控制”电源控制IC。

　　正如大家了解到的，“模拟”是一种将数据作为连续且平滑的变化进行取值的技术;而“数字”则是将连续的量离散化并以数字表示的“0”和“1”的世界。两者各有优缺点，不同的应用会根据其特性选用相应的电源控制IC。

　　2. 各自的优缺点

　　模拟控制的电源控制IC和数字控制的电源控制IC，两者都属于电源控制IC，但它们的特性却有很大差异。例如，模拟控制不需要昂贵的CPU和DSP，与数字控制相比，具有成本更低、功耗更低的优点。而数字控制则可以根据应用需求进行精细控制，并且能够添加校准和日志采集等模拟控制无法实现的功能。

　　3. 模拟控制和数字控制的区分使用

　　目前，主要是根据电子设备或电气设备的功率范围来选择使用模拟控制还是数字控制的电源控制IC。

　　通常，智能手机、PC、平板电脑、家电、机器人、FA(工厂自动化)设备和制造设备等1kW以下的中小功率应用多采用模拟控制的电源控制IC;太阳能发电系统、EV充电器等1kW以上的电气设备多采用数字控制的电源控制IC。这是因为模拟控制很难应对输出功率波动急剧的大功率应用。

　　但是，从事工业设备开发的工程师中，不太清楚如何区分使用两者的可能不在少数。

　　4. 在中小功率应用中难道只能采用模拟控制吗?

　　目前中等功率范围的工业设备基本上采用的是模拟控制的电源控制IC。

　　不过，模拟控制电源需要针对特定用途进行优化设计，电源电路是无法直接沿用的。只要电源电压和输出功率等条件发生变化，就需要逐一重新调整电源电路，这不仅是衍生产品开发的壁垒，也给设计人员带来了巨大负担。而且模拟控制无法根据所使用的功率对输出进行微调，因此功率转换(AC-DC转换)的效率较差。此外，在开发电源时，还需要考虑到元器件本身的波动。尤其是当超出额定值时可能会损坏的电感器和功率元器件，设计上需要确保足够的余量，这也给设计人员带来了负担。

　　虽然最终取决于具体应用需求，但对于工程师来说，在中小功率工业设备中采用模拟控制的电源控制IC是既耗时又低效的事情。那么，为什么在中小功率工业设备中至今仍然会使用模拟控制的电源控制IC呢?其最大原因是功耗和成本。

　　虽然中小功率工业设备对数字控制电源的需求日益增长，但数字控制电源在功耗和成本方面还存在课题，尚且很难应用在中小功率工业设备的电源系统中。

　　还有一点，ROHM认为，模拟领域工程师和数字领域工程师的设计理念差异也是数字控制技术难以渗透到中小功率应用中的因素之一。

　　5. 中小功率应用也可以使用“数字控制”电源

　　随着工业设备的电动化和自动化进程加速，中小功率范围的电源控制IC是不是也应该与时俱进呢?是否有可能跳出以往“模拟或数字”只能二选一的限制呢?是否能打造出模拟和数字优势兼备的电源控制IC呢?

　　在这种背景下，为了解决中小功率范围的电源控制课题，ROHM开发出业界首款基于LogiCoA™微控制器的“模拟数字融合控制”的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™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。

　　什么是“LogiCoA™电源解决方案”?

　　LogiCoA™电源解决方案是由“电源拓扑”、“LogiCoA™微控制器”和“电源控制用OS”这三个元素组成的、实现了高性能、低成本、低功耗的新型电源解决方案。

　　LogiCoA™电源解决方案的特点

　　LogiCoA™微控制器作为这项电源新解决方案的核心，其特点是实现了电源控制所需的模拟电路和包括微控制器在内的数字电路的一体化封装。因此，成功地以模拟控制电源的功耗和成本实现了与数字控制电源同等的功能。

　　另外，该解决方案不仅在功耗和成本方面优势显著，还搭载了可通过低成本的低速CPU对3通道模拟比较器和参数进行数字控制的D/A转换器，因此，只要通过PC更改参数，即可轻松地对输出功率等进行调整，这可以大大减轻工程师的负担。

　　也就是说，LogiCoA™电源解决方案是一种同时实现了数字控制技术特有的电源控制功能、以及与模拟控制器同等的低成本的前沿电源解决方案。

　　6. 模拟控制应用领域的新可能性

　　我们相信LogiCoA™电源解决方案将彻底改变以往只能从模拟或数字中选其一的历史，为电源控制IC领域带来革命性的变革。也许有人认为这听起来可能有点夸张，但LogiCoA™电源解决方案的确具有如此巨大的潜力和魅力。

　　① 可以保存工作日志!

　　例如，在模拟控制应用中，以往由于不清楚发生异常时的状态，很难对客户投诉和故障进行分析。然而，如果使用LogiCoA™电源解决方案，输入电压、输出电压/电流、温度等日志数据会被保持在Data Flash中，因此可以根据工作日志分析异常原因。

　　另外，该解决方案还提供从微控制器读取日志的命令接口。

　　② 在出货检测的同时还可实施校准!

　　该解决方案具备低性能模拟控制电源控制IC所不具备的校准功能，因此，无需针对元器件自身的波动进行裕量设计，有助于减少设计工时。

　　利用该校准功能，可以高精度地设置过电流保护值。不需要扼流线圈的饱和裕度，可以使用额定电流小的功率器元件，从而允许使用更小的电感器和功率元器件，实现产品的小型化并进一步降低成本。

　　③ 衍生产品开发、定制产品开发和器件库存管理更轻松!

　　LogiCoA™电源解决方案支持通过参数设置来更改输出电压等规格，因此用一种微控制器和电路即可广泛支持衍生产品开发、定制产品开发和系列扩展等开发。另外，由于仅需更改软件即可添加控制功能，不需要添加电路，非常容易开发出更多衍生产品的环境。

　　除此之外，由于可支持众多电源拓扑，因而无需为每种拓扑保留电源控制IC的库存，从而使库存设计容易得多。顺便提一下，ROHM计划在未来逐步发布各种电源拓扑的参考设计(参考设计电路)。

　　④ 用1个微控制器同时控制2个转换器!

　　通过实时操作系统“RMOS”(使用了适合电源控制的状态转换控制技术)和示例程序(支持2种拓扑)，用1个微控制器即可同时控制2个转换器，从而有助于削减安装面积并降低成本。

　　⑤ 用完善的支持体系助力客户启动评估!

　　LogiCoA™电源解决方案为中小功率应用的电源控制IC领域带来了革命性的变革。

　　然而，引进新技术容易有一些顾虑。

　　尤其是一直以来从事模拟领域工作的工程师们，可能会对数字控制有抵触感。

　　为了减轻这些工程师朋友们的不安、顾虑和负担，ROHM在面向工程师开设的技术网站“Engineer Social Hub™”社区(仅日语)上，提供LogiCoA™电源解决方案相关的支持。活跃在该社区的也有已经实际推进评估的客户，欢迎大家充分利用其中的资讯。

　　* Engineer Social Hub™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。

　　另外，对于在考虑开始新电源设计的客户，ROHM计划推出AC-DC(电流临界PFC+准谐振Flyback)EVK。实现了模拟控制无法实现的调整功能、并支持利用通信GUI进行设置变更的LogiCoA™电源解决方案，期待您亲自体验!

　　7. 总结

　　LogiCoA™电源解决方案非常适用于工业设备、汽车、工业物联网、边缘计算和自动驾驶汽车等各种应用中的嵌入处理。

　　在ROHM的技术支持论坛 “Engineer Social Hub™”社区(仅日语)上，ROHM正在与工程师朋友们开展广泛的交流，探讨包括LogiCoA™电源解决方案在内的电源控制IC的可能性。

　　如果大家对LogiCoA™电源解决方案有任何疑问、顾虑或意见，欢迎随时咨询AMEYA360。