目前,开关电源因其高效率、高可靠性的优点在电子设备中有着不可替代的作用。随着软开关技术、同步整流技术以及数字控制开关电源技术竞相发展,电源拥有更加广阔的前景。为应对工业领域中的高压应用环境,半导体技术以及制造工艺不断更新,从而使得高压功率器件的可靠性得以提高。开关电源主要由控制器和功率开关组成,功率器件的发展势必会促使控制芯片的进步,开关电源控制芯片的研究在开关电源的发展过程中是必不可少的。本文设计了一款可应用于高压同步整流Buck型DC/DC变换器的PWM控制芯片,采用异相双通路输出结构,能够为同一电子设备提供不同的电源电压。其内部集成了一个低压差线性稳压器,在输入高压的情况下可以为芯片提供稳定的低压电源。为提高DC/DC变换器的转换效率,芯片中首先采用一种新型谷值电流采样的电流控制模式,既可以增强电流采样的抗噪声干扰能力,又可以减少电流采样过程中的损耗。另外,将PWM调制模式与PSM调制模式相结合以弥补单个调制模式的不足,在轻载和重载时都可以保证效率。同时芯片上集成了驱动器,应用同步整流技术减少导通损耗。本文首先结合国内外研究现状阐述了开关电源的研究背景与意义,明确了论文的研究架构和工作内容;其次讨论了降压型DC/DC的工作原理,调制模式及控制方式,并对开关电源的建模思想及稳定性分析进行探讨和研究;然后基于理论基础对控制芯片的重要模块进行电路设计和仿真;同时研究了实际应用中芯片外围器件的选取原则,搭建测试电路对系统功能参数进行仿真分析;最后探讨版图设计的注意事项,将芯片进行版图设计,并通过后仿真进一步验证芯片的功能。本文基于Dongbu 0.18μm BCD工艺,使用Cadence Spectre工具完成了控制芯片的电路设计与仿真,并对芯片中的主要电路模块进行分析,包括电源电路,振荡器电路,误差放大器电路,PWM比较器电路,电流采样电路,斜坡补偿电路,驱动器电路以及过温、软启动等保护电路。本文所设计的控制芯片是固定频率的工作模式,典型工作频率为600kHz,输入电压范围为6.5V~20V,最高工作温度可达150℃。将该控制芯片应用于降压型DC/DC变换器中,得到输出电压纹波在30mV以内,负载调整率小于0.01V/A,环路稳定性良好,DC/DC的转换效率为92%,整体的版图面积为2650*2150μm~2。从各项仿真结果来看,本文设计的高压高效率电源的控制芯片,可以良好地控制降压型DC/DC产生稳定的电压输出,各项指标均满足设计要求。