开关电源已广泛应用于便携式设备和消费类电子产品中。这些应用中对更强的性能和更长的待机时间的追求从未停止过脚步,因而也不断对开关电源的设计提出新的挑战。本文介绍了开关电源降压(BUCK)变换器的工作原理和常用控制方式,并以此为基础讨论了BUCK变换器采用Hybrid模式带来效率改进的原理,以及采用输入电压前馈控制改善动态性能的原理。然后将前面的性能改进方法应用到BUCK变换器控制芯片的设计中。设计时首先依据应用要求提出了芯片的全局结构,简要介绍了芯片的工作原理,并给出了系统关键参数的定义。接着就芯片中主要功能模块进行了电路级设计,并使用Hspice给出相关的仿真验证结果。最后,给出了典型应用电路作为全局仿真的基础,全局仿真的结果证实了前述性能改进方法的可行性。作为开关电源而言,高的转换效率始终是最重要的设计指标之一。本文所介绍的控制芯片可根据负载的变化变换工作模式,即采用Hybrid模式方法,可在负载大范围变化时保持较高的转换效率。并且引入了输入电压前馈控制技术,改善了对输入变化的瞬态响应特性。设计中的仿真基于0.6μm BCD工艺。系统的仿真结果表明该降压变换器控制芯片具备以下优点:快速的瞬态响应能力、小的输出纹波以及较高的转换效率(在整个负载变化范围内高于85%)。