CXMD3575A/CXMD3575B 高频同步整流MOSFET驱动器 | 5V/12V | 自举二极管 | CPU/GPU VR - 嘉泰姆电子

CXMD3575A/CXMD3575B 高频同步整流MOSFET驱动器 | 5V/12V | 自举二极管 | CPU/GPU VR - 嘉泰姆电子

产品型号:CXMD3575A
产品类型:电机驱动IC
产品系列:栅极驱动器与 DrMOS栅极驱动器
产品状态:量产
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产品简介

CXMD3575A/CXMD3575B 高频同步整流单相双MOSFET驱动器,支持5V/12V供电,内置自举二极管,自适应直通保护,快速上升时间,适用于CPU/GPU VR、高密度DC/DC转换器。嘉泰姆电子提供方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)12V
输出电压 (VOUT)58V
输出电流 (IOUT)200~500mA
工作频率60MHz
转换效率95%
封装类型SOP-8;WDFN3x3-8E
Motor type栅极驱动器与 DrMOS栅极驱动器
Control method1
Control interfacePWM/方向/使能
Microstep1/2/4/8/16/32/64
Protection过流/过热/欠压/短路
Drive method全桥/半桥/H桥
FeaturesBuilt-in Bootstrap Switch;Tri-State Input
Application栅极驱动器与 DrMOS栅极驱动器
Operating temp-40℃~125℃
Disable PinNo
Built-In Bootstrap DiodeYes
Iq (typ) (mA)1.2
UGATE Rise Time (typ) (ns)25
UGATE Fall Time (typ) (ns)12
LGATE Rise Time (typ) (ns)24
LGATE Fall Time (typ) (ns)10
UGATE Source Resistance (typ) (Ohm)1.7
UGATE Sink Resistance (typ) (Ohm)1.4
LGATE Source Resistance (typ) (Ohm)1.6
LGATE Sink Resistance (typ) (Ohm)1.1

产品详细介绍

CXMD3575A / CXMD3575B 高频同步整流MOSFET驱动器
5V/12V供电 | 内置自举二极管 | 三封装选项

版本:Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号:CXMD3575A / CXMD3575B | 封装:SOP-8 / SOP-8(EP) / WDFN-8EL 3x3

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXMD3575ACXMD3575B 是一款高频同步整流单相双MOSFET驱动器,专为从普通MOSFET驱动到高性能CPU VR/GPU VR等应用而设计。两款型号均可工作于 5V或12V 供电电压,内置自举功率开关替代外部自举二极管,简化PCB设计并降低BOM成本。支持最高 500kHz 开关频率,UGATE和LGATE驱动电路的上升/下降时间小于30ns,自适应直通保护机制有效防止高侧和低侧功率MOSFET同时导通。PWM三态关断功能可将驱动输出强制为高阻态。CXMD3575A与CXMD3575B的区别在于传输延迟(tUGATEPdh),CXMD3575B具有较大的延迟以进一步增强直通保护,适用于对安全性要求较高的系统;而CXMD3575A则推荐用于性能导向的应用(如高功率密度CPU VR或GPU VR)。提供 SOP-8、SOP-8(Exposed Pad)和WDFN-8EL 3x3 三种封装,是主板、显卡、高密度DC/DC转换器等的理想选择。

核心优势: 5V/12V双供电 | 内置自举二极管 | 自适应直通保护 | 快速上升时间(<30ns) | 支持500kHz高频 | 三态关断 | 两种延迟选项 | 多种封装选择 | 无铅/无卤。

1. 产品概述与市场定位

CXMD3575A/CXMD3575B是一款高度集成的高频同步整流双MOSFET驱动器,适用于需要高效率、高功率密度的DC/DC转换应用。其内部集成了自举功率开关,无需外部自举二极管,简化了系统设计。芯片支持5V或12V的VCC供电,可灵活适配不同应用场景。驱动器输出级具有快速上升/下降时间(典型值小于30ns),能够高效驱动大电容负载的功率MOSFET,并内置自适应直通保护,通过监测PHASE节点和UGATE电压,确保在开关过程中高侧和低侧MOSFET不会同时导通。PWM输入具有三态关断窗口,当输入信号进入该窗口时,输出驱动被禁用并拉低。CXMD3575A和CXMD3575B的差异在于传输延迟的设定,前者优化性能,后者优先考虑安全裕度,用户可根据系统需求灵活选择。该系列驱动器适用于主板CPU核心供电、显卡GPU供电、高性能DC/DC转换器等应用,提供三种封装选项以适应不同散热和空间需求。

2. 主要特点与技术亮点

5V/12V供电灵活适配
内置自举二极管节省BOM
自适应直通保护防穿通
快速输出响应上升/下降<30ns
支持高频高达500kHz
三态关断PWM控制
两种延迟选项A型高性能/B型高安全
多种封装SOP-8/EP/WDFN
  • 灵活供电:VCC可工作在5V或12V,兼顾效率与驱动能力,优化系统效率。
  • 集成自举开关:内置自举功率开关取代外部自举二极管,简化设计,降低成本。
  • 自适应直通保护:通过监测PHASE和UGATE电压,确保在安全条件下切换,防止上下管同时导通。
  • 快速开关特性:驱动上升/下降时间典型值<30ns,支持高频操作,减少开关损耗。
  • 高开关频率:支持高达500kHz的开关频率,适用于小型化、高功率密度的设计。
  • 可靠关断机制:PWM三态输入可快速禁用输出,将UGATE和LGATE拉低。
  • 两种延迟选择:CXMD3575A具有更短的传输延迟,适合性能优先的应用;CXMD3575B具有较长的延迟,提供更强的直通保护裕度,适合安全优先的场景。
  • 紧凑封装:提供SOP-8、SOP-8(Exposed Pad)和WDFN-8EL 3x3封装,适应不同散热和空间需求。

3. 引脚配置与功能说明

图1. CXMD3575A/CXMD3575B 引脚封装图(SOP-8 / WDFN-8EL,顶视图)

8引脚封装,关键引脚:BOOT(自举)、PWM(PWM输入)、NC(无连接)、VCC(电源)、LGATE(低侧栅极驱动)、PHASE(相节点)、UGATE(高侧栅极驱动)、GND(地)。

CXMD3575A/B主要引脚包括:BOOT(自举供电,外接电容至PHASE)、PWM(PWM控制输入)、NC(无内部连接,可悬空)、VCC(电源,5V或12V)、LGATE(低侧MOSFET栅极驱动)、PHASE(连接高侧MOSFET源极和低侧MOSFET漏极)、UGATE(高侧MOSFET栅极驱动)、GND(地)。详细引脚定义见数据手册。

4. 极限参数与电气特性

极限参数(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VCC 电源电压 -0.3 15 V
BOOT to PHASE 自举差分电压 -0.3 15 V
PHASE(持续) 相节点电压 -5 15 V
PHASE(<200ns) 相节点瞬态 -10 30 V
UGATE 高侧驱动输出 VPHASE-0.3 VBOOT+0.3 V
LGATE 低侧驱动输出 GND-0.3 VCC+0.3 V
PWM 逻辑输入 -0.3 7 V
TJ 结温 - 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD(HBM) 人体模型 - 2 kV
PD(SOP-8) 功耗(TA=25°C) - 0.833 W
PD(SOP-8 EP) 功耗(TA=25°C) - 1.333 W
PD(WDFN-8EL) 功耗(TA=25°C) - 1.429 W
θJA(SOP-8) 热阻 - 120 °C/W
θJA(SOP-8 EP) 热阻 - 75 °C/W
θJA(WDFN-8EL) 热阻 - 70 °C/W
推荐工作条件
参数 最小值 典型值 最大值 单位
VCC供电电压 4.5(5V模式) 5 / 12 13.2(12V模式) V
环境温度 -40 - 85 °C
结温 -40 - 125 °C
关键电气特性(典型值,TA=25°C,VCC=12V)
参数 条件 典型值 单位
VCC工作范围 - 5 / 12 V
电源电流 VBOOT=12V, PWM=0V 1.2 mA
POR阈值(上升) - 3.8 V
POR迟滞 - 0.5 V
UGATE上升时间 CLOAD=3nF 25 ns
UGATE下降时间 CLOAD=3nF 12 ns
LGATE上升时间 CLOAD=3nF 24 ns
LGATE下降时间 CLOAD=3nF 10 ns
传播延迟(UGATE高) CXMD3575A 22 ns
传播延迟(UGATE高) CXMD3575B 60 ns
最大开关频率 - 500 kHz
PWM输入高阈值 - 2.8 V
PWM输入低阈值 - 0.8 V
PWM浮动电压 - 1.8 V
UGATE驱动源电流能力 - 2 A
LGATE驱动源电流能力 - 2.2 A

5. 工作原理与设计指导

5.1 驱动与控制逻辑

CXMD3575A/B通过PWM输入信号控制高侧和低侧N-MOSFET的导通与关断。芯片内部包含自适应直通保护电路,在PWM信号跳变时,会监测PHASE节点电压和UGATE电压,确保在安全条件下进行切换,防止上下管同时导通。当PWM输入为高电平时,首先强制LGATE拉低,经过死区时间后UGATE允许升高;PWM为低电平时,首先强制UGATE拉低,当UGATE和PHASE达到预定低电平后,LGATE允许升高。PWM输入具有三态关断窗口,当输入电平处于该窗口时,输出驱动被禁用并拉低。

5.2 自举电路设计

芯片内置自举功率开关,取代了传统的外部自举二极管。在低侧MOSFET导通期间,VCC通过内部开关为BOOT电容充电,为高侧驱动提供浮动电源。建议BOOT电容值不小于0.1μF,典型应用推荐1μF陶瓷电容,并尽量靠近芯片BOOT和PHASE引脚放置,以减少噪声和寄生效应。

5.3 栅极驱动电流需求

驱动MOSFET所需的峰值电流取决于栅极电荷和开关速度。计算时需考虑Ciss(输入电容)和Crss(反向传输电容),以及所需的上升时间。芯片可提供高达数安培的峰值驱动电流(UGATE源电流2A,LGATE源电流2.2A),具体可参考数据手册中的计算示例和曲线。

5.4 功耗与散热

驱动器的功耗主要来自开关频率和负载电容(MOSFET栅极电容)。功耗随频率和电容的增加而增加。用户可根据数据手册中的功耗曲线估算功耗,并选择适当的封装(SOP-8 EP或WDFN-8EL具有更好的散热性能)以确保结温不超过125°C。

5.5 型号选择建议

CXMD3575A具有更短的低侧到高侧传输延迟(典型22ns),适用于对开关速度有较高要求、追求极致性能的应用(如高功率密度CPU VR、GPU VR)。CXMD3575B具有较大的延迟(典型60ns),可提供更充裕的直通保护裕度,适用于对安全性要求较高的系统,或使用较大Qg的MOSFET时,以降低穿通风险。

6. 典型应用电路

典型应用电路
图2. 典型应用电路(同步降压转换器)

外围元件:VCC去耦电容(1μF+0.1μF)、BOOT电容(1μF)、PHASE节点连接的功率MOSFET(高侧和低侧)、输出电感L、输出电容等。具体电路参考数据手册典型应用图。

7. PCB布局建议

  • 功率回路:高侧MOSFET、低侧MOSFET和输入电容之间的回路应尽量短,减少寄生电感。
  • 驱动走线:UGATE、LGATE和PHASE走线应尽量短而宽,以降低电阻和电感,保证驱动信号的完整性。
  • 自举电容:BOOT电容必须尽量靠近芯片引脚放置,走线短而直。
  • 去耦电容:VCC和GND之间的去耦电容应靠近芯片,高频电容(0.1μF)紧贴引脚。
  • 地线处理:功率地和信号地应分开,在芯片下方单点连接,以减少噪声耦合。
  • 散热:对于SOP-8 EP和WDFN-8EL封装,底部的Exposed Pad应大面积焊接至地平面,并通过过孔散热,确保结温在额定范围内。

8. 主板CPU供电设计实例

目标:设计一款主板CPU核心供电(VR)的MOSFET驱动器,输入12V,驱动高侧和低侧N-MOSFET,开关频率300kHz,要求高效、可靠。

  • 型号选择:若追求最高效率,选用CXMD3575A;若系统对直通保护有更高要求或使用较大Qg的MOSFET,选用CXMD3575B。
  • 供电与电容:VCC接12V,并接1μF+0.1μF陶瓷电容;BOOT电容选用1μF/25V X7R,靠近芯片。
  • 驱动参数:根据选择的MOSFET计算栅极驱动电流需求,确保驱动器能提供足够的峰值电流(UGATE源电流2A,LGATE源电流2.2A)。
  • 保护配置:PWM输入由PWM控制器提供,三态关断窗口可有效防止异常状态。
  • PCB布局:遵循上述布局建议,特别注意功率回路的紧凑性和驱动走线的短直。
  • 热管理:选用SOP-8 EP或WDFN-8EL封装,通过大面积铜箔和过孔散热,确保结温低于125°C。
设计支持: 嘉泰姆电子提供CXMD3575A/B评估板、参考设计及FAE技术支持,助力客户快速完成产品开发。

9. 订购信息与技术支持

CXMD3575A和CXMD3575B提供SOP-8、SOP-8(Exposed Pad)和WDFN-8EL 3x3三种封装,无铅、RoHS合规。提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持。

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