随着CPU在速度和集成度上的飞速发展，相应的电源管理系统也需要有同步地改进。电源设计者面临的最大挑战是如何满足更大的功率、更小的电压容限以及更快的瞬态响应。新一代的CPU需要采用多相电压调节器，多相控制芯片随之发展，除了2、3、4相，更多的有8相、16相，32相不等。多相电源管理系统有很多优点：首先功率平均分配在各通道中，散热性能更优；输出电流可大于100A，工作电压可低至1V以下；等效工作频率是原来的N倍(N为相数)，系统的单位增益带宽可以提高到原来的N倍，加快了负载的瞬态响应速度；由于各个通道的输出电流相互叠加，减小了输出电流的纹波，降低了电磁干扰；可以使用更小的输出电容和电感。本文在广泛地调查和深入地研究的基础上，设计了一款符合Intel的VRD10.0标准的2／3／4相PWM电源控制芯片。它利用内部的DAC来设置输出电压，使之可以选择0.8375V到1.6V的电压值，输出相数可以根据需要选择2，3或者4相。芯片利用有源下调电压控制实现了自适应电压定位的功能，满足了Intel规定的输出电压随负载电流变化的要求。芯片提供了可靠的过流保护，带有Latch-off功能，允许系统有短暂的过流而保持正常工作。另外有Power Good和Crowbar功能相当于过压保护，有效地保障了CPU的安全。文中首先详细地论述了多相PWM电源管理芯片的发展概况和多相电源拓扑的种类，介绍了VRM标准的概念和发展历程。第二章提出了电流模式控制中可能存在的问题以及解决方法，对电流检测方法做了重点讨论。第三章介绍了2／3／4相同步降压型电源控制芯片的设计，在系统定义的基础上介绍了一些关键模块的电路设计以及仿真结果，包括电压基准，调整器，欠压锁定，DAC，EA和PWM输出。另外还介绍了芯片所特有的一些保护功能，如软启动，过流保护，Power Good和Crowbar功能。第四章给出了芯片的系统控制策略分析，系统仿真，版图设计和部分测试结果。第五章是对全文的总结和对项目研究的展望。