January  9, 2015   |  V1.2

11

IR3537 

CHL8510

12V High Performance Gate Driver 

supply voltage plus the HVCC voltage less the diode 

forward voltage. 

When the PWM signal goes low, the MOSFET is turned off 

by pulling the MOSFET gate to the SWITCH voltage. 

LOW‐SIDE DRIVER 

The IR3537/CHL8510 low‐side driver is designed to drive 

an external N‐channel MOSFET referenced to ground at up 

to 1MHz. The low‐side driver is connected internally to the 

LVCC supply voltage. 

ADAPTIVE DEAD TIME ADJUSTMENT 

In a synchronous buck configuration, dead time between 

the turn off of one gate and turn on of the other is 

necessary to prevent simultaneous conduction of the 

external MOSFETS preventing a shoot‐through condition 

which would result in a short of the supply voltage to 

ground. A fixed dead time does not provide optimal 

performance across a variety of MOSFETs and board 

layouts. 

The IR3537/CHL8510 provides an ‘adaptive’ dead time 

adjustment. This feature minimizes dead time which 

maximizes efficiency. The ‘break before make’ adaptive 

design is achieved by monitoring gate and SWITCH 

voltages to determine OFF status of a MOSFET. It also 

provides zero‐voltage switching (ZVS) of the low‐side 

MOSFET with minimum current conduction through its 

body‐diode.  

When the PWM is switching between 1.8V and 0V, its 

falling edge transition from high to low will turn off the 

high‐side gate driver. The adaptive dead time circuit 

monitors the HI_GATE and the SWITCH node voltages 

during the high‐side MOSFET turn off. When the HI_GATE 

falls below 1.7V above the SWITCH node potential or the 

SWITCH node voltage drops below 0.8V, the high‐side 

MOSFET is determined to be turned off, and the LO_GATE 

turn‐on is initiated. This turns on the external low‐side 

MOSFET. The rising edge transition of the PWM signal from 

low to high voltage causes the low‐side gate driver to turn 

off. The adaptive circuit monitors the voltage at LO_GATE 

and when it falls below 1.7V, the low‐side MOSFET is 

turned off, and the high‐side MOSFET turn‐on is initiated. 

This turns on the external high‐side MOSFET. 

INDEPENDENT VARIABLE GATE VOLTAGE 

The IR3537/CHL8510 features independent variable  

gate voltages for both the high‐ and low‐side drivers.  

This enables implementation of the Variable Gate Drive 

(VGD) feature in VR circuits using the IR multiphase 

controllers to improve efficiency.  

The voltage applied to the HVCC and LVCC pins of 

IR3537/CHL8510 determines the gate voltage on the 

external MOSFETs. These pins may be powered from 

independent voltage sources or tied together to a common 

voltage source. Variation in the gate voltage allows 

efficiency to be optimized across the load current range by 

trading off conduction and switching losses. Increasing the 

which lowers the MOSFET conduction losses, but also 

raises the gate charge which increases the switching losses. 

The voltage on each HVCC and LVCC pin, and thus the gate 

drive voltage of the CHL8510, can be varied from 4.5V to 

13.2V.  

The International Rectifier’s digital multiphase controllers 

provide a unique VAR_GATE output which varies inversely 

with the VR output current. The VAR_GATE output is 

designed to be used with an external circuit and provide 

the optimum voltage across the IR3537/CHL8510’s HVCC 

and LVCC pins for optimum system efficiency across the 

load range.