January  9, 2015   |  V1.2

10

IR3537 

CHL8510

12V High Performance Gate Driver 

IR3537/CHL8510 to switch FETs based on a generic tri‐

state signaling with the PWM signal from 0V to 3.3V for 

low to high transitions. A PWM voltage level in the tri‐state 

window between 1.23V and 1.82V for 80ns results in 

disabling both external MOSFETs. 

IR ACTIVE TRI‐LEVEL PWM INPUT SIGNAL 

The IR3537/CHL8510 gate drivers are driven by a unique 

tri‐level PWM control signal provided by the International 

Rectifier’s digital PWM controllers. During normal 

operation, the rising and falling edges of the PWM signal 

transitions between 0V and 1.8V to switch the LO_GATE 

and HI_GATE. To force both driver outputs low 

simultaneously, the PWM signal crosses a tri‐state voltage 

level higher than the tri‐state HI_GATE threshold. This 

threshold based tri‐state results in a very fast disable with 

only a small tri‐state propagation delay. MOSFET switching 

resumes when the PWM signal falls below the tri‐state 

threshold into the normal operating voltage range.  

This fast tri‐state operation eliminates the need for the 

PWM signal to dwell in the shutdown window, eliminating 

any hold‐off time. In addition, the disable delay time is  

not affected by the PWM trace routing capacitance.  

A dedicated enable pin is not required which simplifies the 

routing and layout in applications with a limited number  

of board layers. It also provides switching free of shoot 

through for PWM transition times of up to 20ns. The 

IR3537/CHL8510 is therefore tolerant of stray capacitance 

on the PWM signal lines. 

The IR3537/CHL8510 provides a 0.88mA typical pull‐up 

current to drive the PWM input to the tri‐state condition of 

3.3V when the PWM controller output is in its high 

impedance state. The 0.88mA typical current is designed 

for driving worst case stray capacitances and transition the 

IR3537/CHL8510 into the tri‐state condition rapidly to 

avoid a prolonged period of conduction of the high‐ or low‐

side MOSFETs during faults. Once the PWM signal has been 

pulled up, the current is disabled to reduce power 

consumption. 

DIODE EMULATION DURING LOAD RELEASE 

One advantage of ATL is the ability to quickly turn‐off all 

low‐side MOSFETs during a load release event. This is 

known as diode emulation since all the load current is 

forced to flow momentarily through the body diodes of the 

MOSFETs. This results in a much lower overshoot on the 

output voltage as can be seen in Figure 7. 

Figure 7: Output voltage overshoot reduction  

with body‐braking 

START UP 

During initial startup, the IR3537/CHL8510 holds both  

high‐ and low‐side drivers low even after POR threshold is 

reached. This mode is maintained while the PWM signal is 

pulled to the tri‐state threshold level greater than the  

tri‐state HI_GATE threshold and until it transitions out of 

tri‐state. It is this initial transition out of the tri‐state which 

enables both drivers to switch based on the normal PWM  

voltage levels.  

This startup also ensures that any undetermined PWM 

signal levels from a controller in pre‐POR state will not 

result in high or low‐side MOSFET turn on until the 

controller is out of its POR. 

Note:  The CHL8510/IR3537 driver requires that the LVCC 

and VCC supply voltages be sequenced and operated 

under all start‐up, operating, and shutdown conditions 

such that Vcc is always greater than LVCC ‐0.7Vdc.   Failure 

to do this properly can cause catastrophic damage to the 

CHL8510/IR3537 driver. 

 

HIGH‐SIDE DRIVER 

The high‐side driver drives an external floating N‐channel 

MOSFET which can be switched at up to 1MHz. An external 

bootstrap circuit referenced to the SWITCH node, 

consisting of a boot diode and capacitor is used to bias the 

external MOSFET gate. When the SWITCH node  

is at ground, the boot capacitor is charged to the voltage 

on the HVCC pin less the forward drop of the diode. This 

stored charge is used to turn on the high‐side MOSFET 

when the PWM signal goes high. Once the high‐side 

MOSFET is turned on, the SWITCH voltage is raised to the 

supply voltage, and the BOOT voltage is equal to the 

I_out 105A to 10A

V_out without diode emulation

Overshoots ~25mV over 0A level

I_out 105A to 10A

V_out without diode emulation

Overshoots ~25mV over 0A level

V_out with Diode Emulation

Overshoot within 0A level

Results in reduction of 30mV overshoot