如今电子设备朝着小型化、便携化的方向飞速发展,对电源管理芯片提出了更高的要求,促使其向着低功耗、高集成度的方向发展。近年来开关电源以其效率高、体积小、稳压范围宽等优点,逐渐取代了变换效率较低的线性电源,成为电源市场的主流产品。采取恒定导通时间(Constant On-Time,COT)控制的DC-DC变换器具有系统结构简单、轻载效率高及瞬态响应快等特点,成为近年来的研究热点。本文设计了一款基于COT控制模式的Buck型DC-DC变换器,直接将输出纹波作为反馈信号送入PWM比较器,实现了环路的快速响应。同时变换器内部集成了耗尽管与增强管组成的基准电压源,降低功耗、简化了电路结构。对恒定导通时间电路进行了优化,让导通时间能根据输入输出电压自适应调节,使电路具有一定的自适应能力。为提升变换器工作在轻载模式的效率,设计了低功耗控制模式,使得变换器在轻载状态下部分电路进入休眠状态,进一步降低系统功耗,提升整体工作效率。基于华虹NEC 0.25μm工艺,采用Cadence Virtuoso对系统进行了电路级仿真,各项性能指标均满足设计要求,并完成了版图的设计工作。本文最后对芯片进行了测试,测试结果表明:在连续导通模式(CCM)和非连续导通模式(DCM)下系统都能正常工作,输入电压2.5V~5.5V,输出电压可通过改变内部反馈电阻大小设置,0.8V~3.6V可调,最大输出电流2A,整体工作效率在85%以上。该变换器具有低功耗、响应速度快等特性。