HMI、I²CプログラマブルPOL電源「HL8112」を発表
2026年7月29日
SSD、ネットワーク機器、エッジコンピューティング向けの電源ソリューション
この度Halo Microelectronicsは、高密度POL（Point of Load）電源用に設計された産業機器向けヒステリシス制御同期整流型降圧DC-DCコンバータ「HL8112FN02」を発表しました。
本製品は、3mm × 4mmのコンパクトなQFN-14パッケージを採用し、連続12A（ピーク15A）の大電流出力を実現するとともに、I²Cによるフルプログラマブル制御およびDynamic Voltage Scaling（DVS）に対応しています。
また、優れた過渡応答性能と高い設計自由度を備え、エッジコンピューティング向けSoC、エンタープライズSSD、ネットワーク機器、サーバーの補助電源など、高密度・高性能な電源供給が求められるアプリケーションに最適な電源ソリューションを提供します。
高密度実装が進む産業機器向けPOL電源に求められる新たな要件
AI推論、PCIe 5.0対応ストレージ、5G基地局などの普及に伴い、高演算性能化と高密度実装が急速に進む中、POL（Point of Load）電源にはこれまで以上に高度な性能が求められています。特に、以下の3つの課題への対応が重要となっています。
- 実装スペースの制約
多数の電源を限られた基板スペースに配置する必要があり、PCBの実装面積をいかに削減するかが重要な課題となっています。 - 急峻な負荷変動への対応
プロセッサーやFPGAでは、マイクロ秒単位で動作周波数や消費電流が大きく変動するため、電源には優れた応答性能が求められます。 - 多様化する電源への対応
1つのシステム内で0.5V、0.75V、1.2V、1.8V、3.3Vなど複数の出力電圧を使用するケースが一般的となっており、システム動作中でも柔軟に電圧を変更できる機能が必要とされています。
こうした要求に対し、従来の固定パラメータ型DC-DCコンバータでは十分な対応が難しくなっています。そのため、デジタル制御によるフルプログラマブル機能、小型パッケージ、大電流出力を兼ね備えたPOLレギュレータが、高密度電源設計における有力な選択肢となっています。
I²Cデジタルインターフェース：プロセッサ動作に連動した柔軟な電源制御
HL8112は、最大3.4MHzの高速モードに対応した標準I²Cインターフェースを搭載しています。
8個の専用レジスタ（0x00～0x07）により、リアルタイムでの各種設定およびモニタリングが可能となり、高い操作性と低レイテンシ性能を両立した柔軟な電源制御を実現します。
データシートに定義された各種プログラマブルパラメータは以下の通りです。
- 出力基準電圧（VREF）
0.5V～1.108Vの範囲で設定可能。4mVステップで調整でき、デフォルト値は0.72V（A0/REFピンによる設定）。
出力電圧精度は、±0.5%（-10℃～85℃）、±1%（-40℃～125℃）。 - DVSスルーレート
8段階（0.625、1.25、2.5、5、10、20、30、40mV/μs）から選択可能。デフォルト値は5mV/μs。 - スイッチング周波数
500kHz、750kHz、1MHz、1.25MHzの4段階から設定可能。デフォルト値は500kHz。 - 動作モード
軽負荷時はPFM/PWM自動切り替えに対応。
また、レジスタ設定によりPWM固定動作も可能で、負のインダクタ電流（最大 -4A）にも対応。 - バレー電流制限値（Valley Current Limit Threshold）
I²Cによる8段階の設定が可能。
16A、14A、12A～5Aの範囲で選択でき、デフォルト値は14A。
- 保護機能の復帰方式設定
OCP（過電流保護）は、ハイカップ動作（Hiccup）またはラッチオフ（Latch-off）から選択可能。
OVP（過電圧保護）は、自動復帰またはラッチ保持を設定可能。 - PGデグリッチ時間
4種類（<1μs、6μs、12μs、30μs）から選択可能。デフォルト設定は30μs。 - シャットダウン時の出力放電時間
レジスタ設定により、3msまたは10msの放電時間を選択可能。
また、HL8112は2個の8bit ADCを内蔵しており、2msごとに2回の自動サンプリングを実行します。これにより、出力電圧および出力電流をリアルタイムで監視できます。
- 出力電圧モニタリング：分解能20mV LSB、測定範囲0.5V～5.6V
- 出力電流モニタリング：分解能50mA LSB、測定範囲0～12.75A
外付けの電流・電圧検出回路を必要とせず、システムレベルでの消費電力監視や異常予兆検知の簡素化を実現します。
ヒステリシス制御＋低オン抵抗MOSFET：高効率と優れた過渡応答性能を両立
HL8112は、同期整流型ヒステリシス制御方式を採用しています。
軽負荷時には自動的にPFMモードへ切り替わり、無負荷時消費電流は標準400μA（最大600μA）を実現することで、軽負荷領域における電力変換効率を大幅に向上させます。
一方、高負荷時には固定周波数PWMモードへ移行し、低出力リップルと優れた過渡応答性能を実現します。
内蔵パワーMOSFETは、以下の低オン抵抗特性を備えています。
- ハイサイドMOSFET：標準15mΩ
- ローサイドMOSFET：標準4.5mΩ
また、最小オン時間50ns、最小オフ時間185nsを実現しており、高いスイッチング周波数領域においても、広いデューティ比範囲で安定した電圧制御が可能です。
さらに、オプションのフィードフォワードコンデンサ（CFF）を追加することで、制御ループの位相余裕および負荷過渡応答特性をさらに最適化できます。これにより、プロセッサコアなどで発生する瞬間的な大電流変動に対しても、安定した電源供給を実現します。
産業機器向けに、高い信頼性を実現する充実した保護機能を搭載
HL8112は、データシートに記載された各種ハードウェア保護機能を内蔵しており、異常発生時の動作方式も柔軟に設定可能です。
産業機器向け高信頼性を実現する多彩な保護機能
HL8112は、データシートに記載された各種ハードウェア保護機能を内蔵しており、異常発生時の応答動作も柔軟に設定できます。
- 入力低電圧ロックアウト（UVLO）
立ち上がり検出電圧：2.75V（標準）
下降検出電圧：2.6V（標準） - 出力過電圧保護（OVP）
FB電圧が基準電圧の125%を超えると保護動作を開始します。
15%のヒステリシスを備え、自動復帰またはラッチ停止動作を選択可能です。 - サイクル単位のバレー電流制限機能
電流制限値はプログラマブルで、さらに負のインダクタ電流を最大-4A（標準）まで制限するクランプ機能を備えています。 - 短絡保護（Short-Circuit Protection）
VOUTが基準電圧の60%未満となった状態が0.8msのデグリッチ時間継続すると保護動作を開始します。
ハイカップ動作またはラッチ停止動作に対応し、電源再投入またはENピン操作によるリセットが可能です。 - 過熱保護（Thermal Shutdown）
160℃で保護動作を開始し、140℃で自動復帰します。
また、120℃での過温警告フラグを内蔵し、レジスタから状態確認が可能です。 - 調整可能なソフトスタート機能
外付けコンデンサにより起動時の電圧立ち上がり時間を設定できます。
充電電流は標準7μAで、プリバイアス状態での出力起動にも対応しています。 - シャットダウン時の出力放電機能
レジスタ設定により有効にでき、3msまたは10msの放電時間を選択可能です。
また、オープンドレイン方式のPower Good（PG）端子を搭載しており、基準電圧に対して±15%以内の正常出力電圧状態を通知できます。
これにより、複数電源を使用するシステムにおける電源シーケンス制御にも対応します。
柔軟な設計対応と開発期間の短縮を実現
HL8112は、2.85V～18Vの幅広い入力電圧範囲に対応しています。
外付けフィードバック抵抗により、0.5V～5.5Vの出力電圧設定が可能です。
また、Halo Microelectronicsは、お客様の設計開発期間を短縮するため、以下の充実した設計サポート資料を提供しています。
- 推奨リファレンスBOM
入力／出力コンデンサ、ブートストラップコンデンサ、フィードフォワードコンデンサ、ソフトスタートコンデンサ、VCCバイパスコンデンサについて、具体的な型番および仕様情報を含む推奨部品リストを提供します。 - インダクタ選定ガイド
0.47μH～1.5μHのインダクタに対応した選定表を用意しており、メーカー型番、DCR（直流抵抗）、飽和電流定格などの詳細情報を掲載しています。 - PCBレイアウト設計ガイドライン
高信頼性設計を実現するため、以下のレイアウト要件を推奨しています。
・入力コンデンサはVIN／PGND端子の直近に配置し、ビアを介さず接続する
・SWノード配線は短く、かつ幅広く引き回す
・FBフィードバック配線はノイズ源から十分に離して配置する
・パワーGNDとアナログGNDは一点接続によるグランド設計を行う主なアプリケーション - アプリケーションプロセッサ
- ソリッドステートドライブ（SSD）
- デジタルセットトップボックス
- 分散型電源システム
- ネットワーク機器／サーバー
まとめ
わずか3mm × 4mmの小型パッケージでありながら、連続12A、ピーク15Aの大電流出力を実現するHL8112FN02は、フルデジタルI²C制御による高い設計柔軟性、設定可能な多層保護機能、内蔵ADCによるリアルタイムモニタリング機能を搭載し、産業機器向けに求められる高い信頼性を提供します。
本製品は、単一電源レール向けの高密度POLソリューションとして、基板実装面積、電源効率、設計自由度、システムコストの最適なバランスを実現します。
HL8112は現在量産体制に移行しており、評価サンプル、評価ボード、および充実した技術サポートを提供しています。
製品に関するお問い合わせ、またはサンプルのご依頼につきましては、Halo Microelectronicsの営業窓口までお問い合わせください。
希荻微について
希荻微電子集団股份有限公司（証券コード：688173）は、中国を代表するアナログ半導体メーカーであり、国家の「専精特新」小巨人企業でもあります。同社はアナログおよび電源管理用集積回路の開発に注力し、多様なエンドアプリケーションを網羅する全ラインアップのアナログ半導体製品を提供することで、世界中の高効率でスマートなシステムソリューションの実現を支援しています。2012年以降、希荻微はモバイル、IoT、自動車、産業用電源システムにおけるイノベーションを推進し、国際的なアナログ半導体大手と肩を並べる高性能製品ラインを構築。国内外の主要顧客から高い評価を得ており、研究成果と産業の高度な融合を実現しています。これにより、高性能かつ高信頼性のアナログ集積回路製品とソリューションを顧客に提供しています。詳細は、こちらをご覧ください。 http://www.halomicro.cn。
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