电源管理芯片是支撑当前便携式电子产品、精密工业设备正常运行的基础。而电流模式BUCK(降压型)开关控制器高输入低输出、效率优良、响应速度快等特点迎合了当前市场的许多应用场景。然而,在当前低压、大负载电流的发展趋势下,传统的单芯片工作会导致芯片面积过大、发热严重、封装困难、器件应力过高等问题,市场的需要导致了多路并联输出技术的产生。该技术具有降低器件应力、良好的驱动大电流负载能力、方便的可扩展性等特点,因此逐渐成为研究热点。论文首先分析了当前国内外作为集成电路领域重要一环的开关电源芯片发展的现状,凝练出市场的发展趋势。为解决当前低压、大电流矛盾,设计了一款可多路并联输出的芯片。全文首先分析了BUCK控制器的工作原理、调制方式、控制模式,并在仔细比较下,选择了具有良好电压线性度和环路响应的电流模式。然后详细研究了多路并联输出的核心技术,即多相交错并联技术、负载均流技术和并联芯片捕捉跟踪外部多相信号的锁相环技术。其中多相交错并联技术可以使输出电流纹波显著减小,而且在充分比较了主流的负载均流技术后,本文采用了主从负载均流的方式。同时,利用控制理论中的二阶系统响应分析了二阶、三阶电荷泵锁相环的动态特性,由于其锁相范围宽、相位差可达到零等优异性能而被本芯片设计采用。之后,利用之前的理论研究进行具体的芯片模块设计,包括为整颗芯片提供电流偏置的基准电流源,能多路并联时锁相工作又能单片工作时频率可调的锁相环。模块设计完成后,基于0.35微米的BCD工艺库,先对输出电压1.8V,输出电流7A的单芯片工作进行了验证,结果发现无论是电流纹波,还是负载调整率等各项指标均满足预期。然后以两路并联输出14A电流为例搭建系统架构,仿真结果与单芯片对比发现,两路交错并联输出的设计使输出电容的频率加倍,电流、电压纹波显著减小,极大地降低了对储能元件的应力,符合最初的设计目标。