得益于科学技术的迅猛发展,各式各样新潮的、功能多样的电子产品不断涌现出来,为人们提供便利的同时也大大丰富了人们的生活。几乎所有的电子产品都需要恒压电源或者恒流电源,因此电源性能的优劣严重影响了电子产品的安全性和功能实现,最终波及产品的市场认可度和占有率。同时,为了提升产品性能和用户体验,电子产品正朝着小体积、低功耗和高续航的方向发展着,这些都驱使着电源管理技术的不断改进和完善。本文基于作者的开关变换器项目,完成了一款峰值电流模式控制的降压型DC-DC变换器XD1717的研究与设计。本文首先简要介绍了开关变换器的发展历程和国内外研究现状。接着,讲述了Buck型DC-DC变换器的拓扑架构、工作原理和控制方式,并分析了同步整流和斜坡补偿技术的优缺点。然后,根据产品应用环境和功能要求,确定了XD1717的系统架构和电特性指标,并完成了功能模块的划分和系统环路稳定性的分析和设计。继而,选取XD1717的部分功能模块,分析其工作原理并通过仿真器验证其功能。待所有功能模块设计完毕并仿真通过后,对XD1717进行整体的仿真验证,并根据仿真结果修改设计或调试电路参数,使得设计符合指标要求。最后,为通过仿真验证的整体电路进行版图设计。XD1717是一款同步降压型开关变换器,主要应用于数字机顶盒、个人录像机、平板电视等多种电子设备中。XD1717采用PWM控制方式,通过调整开关管驱动信号的占空比,可以在输出端获得稳定的直流电平。为了提高变换器的转换效率,XD1717采用同步整流技术,辅之以死区时间和过零检测电路,防止出现上下管穿通和电流倒灌现象。XD1717内部设计有多种保护电路(如欠压锁存UVLO、过流保护OCP、过温保护OTP等),防止各种极端工作状态损坏变换器,确保其能安全可靠地工作。XD1717采用峰值电流模控制方式,使系统的瞬态响应速度得到了极大的提升,而且消除了输出端LC滤波器的双极点,简化了环路补偿的设计。同时,通过引入斜坡补偿技术,有效抑制了变换器在占空比超过50%时出现的次谐波振荡。除此之外,XD1717设计了软启动电路,实现了输出电压的平稳上升,防止启动阶段出现的浪涌电流和过冲电压对变换器造成的损害。XD1717采用0.5μm 5V/30V BCD工艺,并利用Spectre仿真软件对功能模块和整体电路进行仿真验证。变换器的仿真结果符合各项指标参数的设计要求。