Buck变换器因其高效性与输出电压的灵活性被广泛应用。随着移动便携式设备应用处理器性能的逐渐增强,对Buck变换器也提出了越来越高的要求。快速负载响应与高集成度逐渐成为了业界与学术界的研究热点。基于此,本文根据实际需求,提出了 一种高频快速响应的Buck变换器。对此,本文重点研究了系统的拓扑和控制策略,选择了适合快速响应的迟滞控制,并解决了其工作频率不稳定和负载调整率低的先天缺陷。同时研究了环路中主比较器的设计,提出了一种快速翻转的连续比较器,与系统的设计相结合后可以满足50MHz工作频率的需求。为了实现负载跳变时快速响应,还设计了专门的辅助电路,在迟滞控制的基础上进一步提高占空比对输出电压跌落的响应增益,使得电感电流能够快速提升以供给变化后的负载电流。针对高频下的效率问题,论文在死区时间损耗方面进行了研究和优化,通过基于锁相环的延迟锁定环减小了传统逐周期建立的死区时间,去除了部分冗余的死区时间,提高了系统整体的传输效率。设计的Buck变换器输入电压范围为3.3V-5.5V,输出电压为1.8V,最大输出电流为1A,工作频率为50MHz,所采用的电感值为50nH,输入输出电容仅为 2μF。芯片采用 Global Foundries 0.18μm BCD(Bipolar CMOS DMOS)工艺完成设计。仿真结果表明,系统能够在50MHz的工作频率下稳定工作。稳态情况下输出电压纹波在输出电压的1%内;当负载以500mA/ns的速度跳变时系统的响应速度满足设计要求。系统在典型工作状态下峰值效率达到82%,符合设计预期。