CXMD3577/CXMD3577A 高频双MOSFET驱动器 | 12V | 500kHz | 同步Buck - 嘉泰姆电子

CXMD3577/CXMD3577A 高频双MOSFET驱动器 | 12V | 500kHz | 同步Buck - 嘉泰姆电子

产品型号:CXMD3577
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
浏览次数:12 次
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产品简介

CXMD3577/CXMD3577A 高频双MOSFET驱动器,专为同步Buck转换器设计,12V驱动电压,支持500kHz开关频率,内置自举二极管与自适应贯通保护,SOP-8/WDFN-8L封装,适用于CPU内核电源、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WDFN3x3-8E;SOP-8
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
FeaturesTri-State Input
Application栅极驱动器与 DrMOS栅极驱动器
Operating temp-40℃~125℃
Disable PinYes
Built-In Bootstrap DiodeYes
Iq (typ) (mA)1
UGATE Rise Time (typ) (ns)27
UGATE Fall Time (typ) (ns)32
LGATE Rise Time (typ) (ns)35
LGATE Fall Time (typ) (ns)27
UGATE Source Resistance (typ) (Ohm)1.9
UGATE Sink Resistance (typ) (Ohm)1.4
LGATE Source Resistance (typ) (Ohm)1.9
LGATE Sink Resistance (typ) (Ohm)1.1

产品详细介绍

CXMD3577 / CXMD3577A 高频双MOSFET驱动器
12V驱动 | 500kHz | 自适应贯通保护 | SOP-8/WDFN-8L

版本:Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号:CXMD3577 / CXMD3577A | 封装:SOP-8 / WDFN-8L(3x3mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXMD3577CXMD3577A 是一款高频双MOSFET驱动器,专为同步Buck转换器拓扑中的功率MOSFET驱动而设计。与多相Buck PWM控制器配合使用时,可构成先进的微处理器内核电源解决方案。芯片采用 12V 驱动电压,在同步整流桥中完成高侧和低侧MOSFET的栅极驱动,在开关损耗与导通损耗之间取得良好平衡。CXMD3577A具有较长的UGATE/LGATE死区时间(传播延迟),适合驱动栅极RC值较大的MOSFET,有效防止上下桥贯通;CXMD3577则针对栅极RC值较小的MOSFET优化,以获得更高的转换效率。输出驱动器支持高达 500kHz 的开关频率,具备 30ns 的上升时间驱动 3nF 负载的能力。内置自举二极管简化了高侧驱动设计,允许使用高性能、低成本的N-MOSFET。集成自适应贯通保护,避免两只MOSFET同时导通。提供 SOP-8WDFN-8L(3x3mm) 两种封装,是台式电脑CPU内核电源、高频DC/DC转换器、大电流低电压DC/DC转换器的理想选择。

核心优势: 12V栅极驱动 | 500kHz高频 | 30ns上升时间 | 内置自举二极管 | 自适应贯通保护 | 三态输入关断 | 欠压保护 | 上桥短路保护 | SOP-8/WDFN-8L双封装。

1. 产品概述与市场定位

CXMD3577/CXMD3577A是一款高性能双N-MOSFET驱动器,专为同步整流Buck转换器应用而设计。芯片采用12V栅极驱动电压,为高侧和低侧MOSFET提供优化的驱动特性,在开关损耗与导通损耗之间取得最佳平衡。该系列提供两种型号:CXMD3577A具有较长的UGATE/LGATE传播延迟(死区时间),适合驱动栅极RC值较大的MOSFET,有效防止上下桥贯通现象;CXMD3577则针对栅极RC值较小的MOSFET优化,以获得更高的转换效率。两款型号均内置自举二极管,简化了高侧驱动电路设计,允许使用低成本、高性能的N-MOSFET。自适应贯通保护机制确保在任何条件下高侧和低侧MOSFET不会同时导通。支持高达500kHz的开关频率,具备30ns上升时间驱动3nF负载的能力。PWM三态输入可在桥路关闭时将输出驱动强制为高阻态,供电端欠压保护和上桥直通短路保护进一步增强了系统可靠性。CXMD3577/CXMD3577A采用SOP-8和WDFN-8L(3x3mm)封装,适用于台式电脑CPU内核电源、高频小型DC/DC转换器、大电流低电压DC/DC转换器等应用。

2. 主要特点与技术亮点

12V栅极驱动优化开关/导通损耗
500kHz频率高功率密度
30ns上升时间3nF负载驱动
内置自举二极管简化高侧驱动
自适应贯通保护防穿通
两种延迟选项适配不同MOSFET
三态输入关断灵活控制
双封装SOP-8/WDFN-8L
  • 优化驱动电压:12V栅极驱动电压在开关损耗与导通损耗之间取得最佳平衡,适配高性能CPU供电应用。
  • 高频支持:支持高达500kHz的开关频率,适用于小型化、高功率密度的设计。
  • 快速开关特性:30ns上升时间可驱动3nF栅极负载,有效减少开关损耗。
  • 内置自举二极管:集成自举二极管替代外部元件,简化高侧驱动电路,降低成本。
  • 自适应贯通保护:内置贯通保护机制,通过监测相位节点确保高侧和低侧MOSFET不会同时导通。
  • 两种死区选择:CXMD3577A具有较长的传播延迟(死区时间),适合栅极RC值较大的MOSFET;CXMD3577针对栅极RC值较小的MOSFET优化,提供更高效率。
  • 三态PWM输入:PWM三态输入可在桥路关闭时将输出驱动强制为高阻态。
  • 全面保护:供电端欠压保护(UVLO)和上桥直通短路保护,增强系统可靠性。
  • 双封装选项:提供SOP-8和WDFN-8L(3x3mm)两种封装,适应不同散热和空间需求。

3. 引脚配置与功能说明

图1. CXMD3577/CXMD3577A 引脚封装图(SOP-8 / WDFN-8L,顶视图)

8引脚封装,关键引脚:BOOT(自举)、PWM(PWM输入)、NC(无连接/OD禁用)、VCC(12V电源)、LGATE(低侧栅极驱动)、PHASE(相节点)、UGATE(高侧栅极驱动)、GND(地)。

CXMD3577/CXMD3577A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,SOP-8封装中对应OD功能引脚悬空)、VCC(12V电源)、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)。WDFN封装底部有Exposed Pad,需焊接至地平面散热。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(WDFN-8L) 功耗(TA=25°C) - 1.429 W
θJA(SOP-8) 热阻 - 120 °C/W
θJA(WDFN-8L) 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 10.8 12 13.2 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 CXMD3577 CXMD3577A 单位
VCC工作电压 - 12 12 V
静态电流 - 1 1 mA
UGATE上升时间 CLOAD=3nF 27 27 ns
UGATE下降时间 CLOAD=3nF 32 32 ns
LGATE上升时间 CLOAD=3nF 35 35 ns
LGATE下降时间 CLOAD=3nF 27 27 ns
UGATE源驱动阻抗 - 1.9 1.9 Ω
UGATE吸收驱动阻抗 - 1.4 1.4 Ω
LGATE源驱动阻抗 - 1.9 1.9 Ω
LGATE吸收驱动阻抗 - 1.1 1.1 Ω
最大开关频率 - 500 500 kHz
最大栅极负载 - 3 3 nF
禁用引脚 - 有(OD) 有(OD) -
内置自举二极管 - -

5. 工作原理与设计指导

5.1 系统架构与驱动逻辑

CXMD3577/CXMD3577A通过PWM输入信号控制高侧和低侧N-MOSFET的导通与关断。芯片采用12V栅极驱动电压,在开关损耗与导通损耗之间取得最佳平衡。内置自适应贯通保护电路,在PWM信号跳变时监测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。PWM三态输入可在桥路关闭时将输出驱动强制为高阻态。

5.2 型号选择:CXMD3577 vs CXMD3577A

两款型号的主要区别在于UGATE/LGATE传播延迟(死区时间)的设定。CXMD3577A具有较长的死区时间,适合驱动栅极RC值较大的MOSFET,有效防止上下桥贯通现象,适用于对安全性要求较高的系统。CXMD3577则针对栅极RC值较小的MOSFET优化,死区时间较短,可获得更高的转换效率,适合追求极致性能的应用。

5.3 自举电路设计

芯片内置自举二极管,取代了传统的外部自举二极管。在低侧MOSFET导通期间,VCC通过内部自举二极管为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。

5.4 驱动能力与MOSFET选型

驱动器的源/吸收阻抗影响MOSFET开关速度。UGATE源阻抗1.9Ω,吸收阻抗1.4Ω;LGATE源阻抗1.9Ω,吸收阻抗1.1Ω。芯片具备30ns上升时间驱动3nF负载的能力,可适配大多数功率MOSFET。选择MOSFET时需考虑栅极电荷(Qg)和输入电容(Ciss),确保驱动器能提供足够的峰值电流。

5.5 保护功能

芯片集成供电端欠压保护(UVLO),在VCC电压不足时保持驱动器禁用,防止MOSFET在欠压时意外导通。上桥直通短路保护通过监测PHASE节点电压,在检测到异常时快速关断,保护功率级免受损坏。

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(0.1μF~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

  • 芯片位置:将CXMD3577/CXMD3577A尽量靠近功率MOSFET放置,减小寄生元件。
  • VCC旁路电容:尽量靠近VCC引脚,消除开关高频分量。
  • 自举电容:尽量靠近BOOT和PHASE引脚,减小寄生电感,缩短大电流路径。
  • 驱动走线:UGATE、PHASE、LGATE和GND应短而宽,降低寄生阻抗。高侧驱动UGATE和PHASE直接连接MOSFET栅极和源极,PHASE走线独立于大电流路径。
  • 功率回路:高侧MOSFET源极靠近低侧MOSFET漏极,低侧MOSFET源极到GND走线宽而短,最小化阻抗。
  • 信号走线:PWM走线远离开关节电,避免高dV/dt噪声干扰。
  • 散热:对于WDFN-8L封装,底部的Exposed Pad应大面积焊接至地平面,并通过过孔散热。SOP-8封装则需保证足够的铜箔面积散热,确保结温在额定范围内。

8. CPU内核供电设计实例

目标:设计一款台式电脑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,适配栅极RC值较大的MOSFET。

  • 型号选择:若选用栅极RC值较大的MOSFET,推荐CXMD3577A(较长死区时间);若选用低Qg MOSFET追求最高效率,推荐CXMD3577。
  • 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。
  • MOSFET选型:根据功率需求选择合适Qg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1.9Ω,吸收1.4Ω;LGATE源1.9Ω,吸收1.1Ω)。
  • 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。UVLO确保在VCC欠压时驱动输出保持低电平。
  • 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WDFN-8L封装(θJA=70°C/W),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CXMD3577/CXMD3577A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

CXMD3577和CXMD3577A提供SOP-8和WDFN-8L(3x3mm)两种封装,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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