SIDO开关变换器由于省去了一个片外电感,降低了系统的复杂度和成本,近年来在电源管理领域中得到广泛关注。采用多模式控制可以更加灵活、高效地为SoC系统的各模块供电,故多模式控制方法已成为研究热点。但是,SIDO开关变换器还存在两路输出负载范围较小,效率不高等方面的问题,已成为制约SIDO开关变换器进一步发展的瓶颈。本文设计了一种新型的自适应PWM/PSM切换模式SIDO开关变换器,能够实现两路宽负载范围的输出,并且在全负载范围内变换器都能获得高效率。本文首先研究了变换器在转换周期中的自身损耗,包括功率级的开关损耗和传导损耗,分析了各个损耗随负载的变化关系,得出了模式切换的最佳切换点。提出了动态关断策略,降低了变换器的静态功耗,同时根据两路负载大小的不同,将变换器的负载分为两路重载,两路轻载,一路重载一路轻载三个范围,研究并确定了在不同的负载范围变换器的合理控制模式,以提高变换器的效率。为了实现自适应模式切换方式,本文设计了用于负载检测的过零检测电路和次级占空比检测电路,同时设计了用于自动调整变换器工作模式的模式控制切换电路等。在电路设计的基础上,基于CHART 0.18μmCMOS工艺,对SIDO开关变换器进行了版图设计与后仿真。后仿真结果表明SIDO变换器能够实现两路0-250mA的宽负载范围输出,重载下的峰值效率达到91%,在轻载下变换器效率都在84%以上。在PWM模式下,变换器两路输出电压的纹波都小于10mV,PWM/PSM模式切换下两路纹波小于30mV,基本达到设计指标的要求。