随着各色各样的电子产品得到了迅猛发展,我们对这些产品的电源要求也越来越高,传统的AC-DC转换器多采用反激式副边反馈拓扑结构,控制模式则多采用PWM控制方式,副边反馈型开关电源运用光耦器件直接采样输出电压,因此副边反馈电源具有输出电压精度高的优点,多应用于中等功率的场合,但是这种结构增加了光耦器件和TL431基准电压源,因此会增加系统的应用面积,同时光耦器件容易受到干扰且不能工作在高温环境下,导致系统故障的概率增加,它的额外功耗也使得副边反馈不适用于小功率的电源。开关电源的PWM控制模式采用固定开关频率调节控制开关管的导通时间的方式,在重载的情况下效率很高而在在待机状态下采用跳频控制方法,输出纹波将会非常大,因此难以实现低功耗开关电源的设计。为了满足电子产品小功耗和小体积的充电要求,本论文设计了一种PFM型开关电源控制芯片,可以被手机、PDA、LED等便携式设备的适配器和充电器所采用。本芯片采用原边反馈型反激式拓扑结构,省去了二次侧控制电路和光耦器件,不仅可以减少面积还可以提高整个系统的稳定性和可靠性。为了提高系统效率减少开关损耗,芯片在重载的时候采用PFM控制模式加准谐振控制模式,可以在开关管准谐振电压的谷底实现软开关同时抑制了芯片EMI干扰。而在轻载的时候采用PFM控制,大幅降低系统的工作频率从而降低了系统的待机功耗。相比于PWM控制方式具有无可比拟的优点,因此对低功耗开关电源具有重要的研究意义。根据芯片内的功能划分,本芯片设计了电源模块、三条控制环路模块、各种保护电路以及输出驱动电路,并且在CC和CV环路中设计有内置的输出电缆补偿技术和线电压补偿技术使得电源输出精确的恒流和恒压。在CS环路中芯片可以在轻载下切换CS比较电压,减小PFM在轻载下的音频噪声。设计出的芯片可以适用于12W以下隔离方案。之后对AC/DC控制器子电路级模块和系统级模块在Candence Spectre环境下进行了仿真验证,仿真结果表明,系统处在恒流模式的时候负载输出电流可以达到2.4A,且在重载情况下实现了PFM和准谐振的双重调制。恒压模式时负载电压为5V,系统由PFM调制,最大转换效率为74%左右,其他性能也均满足芯片设计指标。最后在Candence Virtuoso的环境下采用FMIC的1.5微米BCD工艺完成了芯片的版图设计,并使用Calibre后端工具对版图进行版图设计规则检查以及电路一致性检查,达到芯片的流片要求。