开关电源以其小体积、高效率等优势,广泛应用于通讯、电子、雷达、导航和生物医学等领域。产生时钟信号的振荡器则是开关电源的关键电路,其性能优劣直接影响电源系统的稳定性。随着半导体技术快速发展,要求电源系统趋向多功能、小型封装、低功耗、更短的设计周期。因此,在日益缩小的芯片面积上,提高振荡器性能保证系统的稳定性是设计者面临的严峻挑战。本文从上述角度出发,以提高开关电源的频率稳定性和拓展振荡器电路功能为目的,对振荡器的电路结构和电路功能扩展进行研究。本文的设计目标为：振荡器的中心频率为310KHz,随电源电压在2.5-5.5V变化和温度在-40～80℃变化产生的频率的偏移在4%以内。本文的主要研究工作归纳如下：(1)归纳并分析了振荡器在开关电源中的应用,引入了张弛振荡器结构。对比开关电源中常用的张弛振荡器,结合对振荡器稳定性的要求,提出了本文所设计的振荡器结构。为了保证振荡器频率稳定性,对振荡器的核心电路进行了精心设计,并针对这些关键电路进行了容差分析。分析比较器传输时延的因素,设计了快速比较器电路；增添基准电路分别对充放电电流和比较器的门限进行补偿,实现了振荡频率在很宽的温度范围和电压范围达到高稳定。(2)提出了张弛振荡器功能扩展电路。针对电流模式中亚谐波振荡问题,通过斜坡补偿理论分析,提出了自适应斜坡补偿电路；为了消除多个接近开关电源并联、串联系统下的差频噪声,设计用简单的接口模块整形外同步信号,实现外同步功能；为了有效的抑制电磁干扰现象,分析了频率抖动原理,采用频率抖动方式实现频谱扩展。(3)本文基于OKI 0.5umBCD工艺,利用HSPICE仿真工具对振荡器基本电路和振荡器扩展功能电路进行了仿真验证、容差分析。仿真结果表明,设计达到预期目标。