人类历史发展至今经历了巨大的进步，在社会飞速发展的同时各行业对能源的消耗也逐渐增加。一方面，人们希望采用新技术、新原理来推动经济的快速发展，追求高的GDP数值。另一方面，人们又希望尽可能的节约能源，以追求经济的可持续发展。这样在社会、经济发展与能源节约之间就存在一个矛盾，必须在两者之间进行折中。因此，今天的社会人们愈发注重能源的节约。基于以上原因，在便携式电子产品的市场中，低成本、高性能、高效率、小尺寸的功率转换系统也日益受到消费者的青睐。因其高效、节能、稳定的特性，开关电源在便携式电子产品市场中占据越来越重的份额，性能优越的电源管理芯片在人们的日常生活中随处可见。在这样的环境背景之下，结合平时在实验室所做的科研项目，本文设计了一款高效具有降频保护的降压型DC-DC变换器芯片。　　本文首先从开关电源的起源与发展过程入手并结合时代背景，详细分析了选择本课题的深远意义和经济价值。随后，在深刻理解开关电源变换器基本理论的基础上，系统介绍了DC-DC变换器三种基本的拓扑结构及各自的工作原理，给出了不同拓扑结构不同工作模式各点的电压、电流波形。进而结合平时所接触的项目，细致深刻的论述了降压型变换器的控制方法及反馈控制方式。其次，根据目前市场的需求，给出了本文所设计芯片的电气特性和最终的性能指标。然后，深入阐述了系统的功耗、稳定性、效率的提高以及各种保护措施。最后，借助于电路仿真软件，对所设计芯片的整体性能指标进行了后期验证。设计中在芯片内部增加了箝位模块，当误差放大信号（EA_out3）小于1.5V时，PWM比较器的一个输入端等于误差放大信号。当EA_out3>1.5V时，箝位模块将PWM比较器的这个输入端箝位在1.5V，有效避免了驱动信号低电平时间过长而损坏功率管。此款芯片整个工作过程不仅仅工作于某一种控制模式，而是芯片根据输出负载的大小，使自身在PWM（iout>100mA）和睡眠模式（iout<100mA）之间自动转换，从而使系统在轻载情况下的静态电流减小为正常模式时的1/9，有效提高了芯片的转换效率。并且，在睡眠模式下芯片通过逻辑模块的控制使主开关管停止工作，减小了管子的损耗。文中为了防止系统输出短路时负载电流失控，芯片内部采用了频率折返技术，在项目原有电路的基础上设计了电流可变电路，此电路根据输出电压的大小产生控制振荡器频率的电流信号，当芯片输出短路或输出电压过低（VFB<0.2V）时，通过减小振荡器模块的充放电电流，动态的控制系统的工作频率从1.5MHz降低到最小为390kHz。芯片中还运用了先进的同步整流技术，很大程度上减小了整个芯片不必要的功耗，从而使芯片在全部的负载范围内获得最大为94％的转换效率（输入3.6V、输出1.8V的情况）。　　基于0.5μm CSMC工艺，通过Hspice仿真软件对整个电路进行了仿真验证。从结果可以看出，芯片的各项性能指标均达到了设计所期望的结果。