近年来,随着电子电力技术的不断发展,手机、平板电脑等便携式电子产品已逐渐渗透进人们的日常生活,并成为生活办公中不可或缺的一部分。电源管理芯片作为电子产品的核心器件,直接决定着电子产品的续航时间和使用寿命。因此,电源管理芯片成为了现代科学的一个重要研究课题。开关电源拥有效率高、体积小的优良特性,是目前应用最广泛的电源类型之一,而DC/DC转换器作为其中的重要一员,具有对直流电压进行升压、降压和极性转换等作用。然而目前国内市场仍以低端产品为主,高端领域被合资或外资企业牢牢占据,面对这一情况,我们需要付出更多的努力。本文首先介绍了DC/DC转换器的几种电路拓扑结构,其中着重介绍了降压(Buck)型转换器,其次阐述了DC/DC转换器的工作原理、调制方式以及控制模式,并对比其优缺点,接着简要说明了同步整流技术。然后进行转换器的系统设计,主要包括设计目标、工作原理、应用电路及关键参数等。在对转换器子电路功能进行了简要描述以后,着重分析自适应导通时间产生电路、纹波补偿电路、电压基准电路、环路比较器、欠压锁定电路以及过温保护电路,并对电路功能进行仿真验证。最后进行了系统整体仿真,包括系统软启动仿真、稳态工作仿真、负载瞬态响应仿真、线性调整率仿真以及系统效率仿真,验证关键性能指标,并简要介绍了版图设计。本文中的Buck型DC/DC转换器采用自适应导通时间(AOT)控制模式,在恒定导通时间控制模式的基础上,使功率管导通时间与输入输出电压无关,从而使系统频率保持恒定,提高了转换器的转换效率。转换器选用陶瓷电容作为输出电容,因此需要设计纹波补偿电路,以防止由于输出电容的ESR较小而可能导致的次谐波振荡现象。同时,根据负载的不同,转换器可以在电流连续导通和电流断续导通两种不同的工作模式中进行选择,即重载时选择电流连续导通模式,轻载时则选择电流断续导通模式。转换器集成了欠压锁定、过温保护、过流保护等一系列保护电路,以保证转换器的安全工作。本文设计的自适应导通时间控制模式降压型DC/DC转换器结构较为简单,瞬态响应速度快,转换效率高,将有广阔的应用前景。本文设计的DC/DC转换器基于0.25?m Bi CMOS工艺,采用Cadence电路设计软件进行系统及子模块电路设计,并利用Spectre仿真软件对设计电路的性能指标进行仿真验证。仿真结果表明,系统整体及子电路功能均满足设计要求。