电流型PWM降压DC/DC开关电源是通过控制开关管开启和关断时间比例,将高输入电压调节成稳定低输出电压,同时具有高效率,一般在75%以上。开关电源具有集成度高,面积小、低噪声和高效率等特点,DC/DC开关电源已经在通讯、计算机及消费类电子方面得到了广泛的应用。但由于开关电源通过控制功率MOS管的导通时间来输出稳定的电压,所以开关电源环路的频域特性不能够使用Cadence等仿真软件直接获得,这给开关电源芯片设计工程师以及应用工程师带来很多困扰和难题。论文设计了一种适用于电流型开关电源控制芯片的PWM控制电路。基于电流型PWM降压DC/DC开关电源的控制原理,首先从顶层的角度,对电流型开关电源的内部电流环路和外部电压环路进行分析,给出芯片内部各个模拟电路模块的设计参数,包括补偿电流环路的斜坡补偿的大小、误差放大器的跨导和增益、误差放大器输出到电流比较器之间传递函数的斜率。其次,在底层电路的角度,对开关电源内部模拟模块进行电路设计,包括误差放大器、电流比较器、误差放大器和电流比较器之间的电路。再次,根据电流型开关电源外部电压环路的分析,对芯片外部误差放大器输出引脚电容和电阻进行选取,补偿电流型开关电源的电压环路。最后,通过Cadence和Hspice电路仿真软件,对整体的电流型开关电源芯片进行瞬态仿真,得到稳定的输出电压。在设计过程中,论文进行了以下几项创新工作：第一,采用Matlab数学工具对电流型开关电源的电流和电压环路进行分析,解决开关电源环路的频域特性不能够使用Cadence等电路仿真软件直接获得的问题。在频率的角度,解释了芯片输出电压占空比大于50%的时候,电流型开关电源内部电流环路不稳定的原因,并为电流型开关电源芯片内部斜坡补偿大小的选取提供理论依据。第二,采用一种BCD工艺的跨导型运算放大器(OTA)作为误差放大器。误差放大器在宽温度范围-55℃-125℃、不同工艺角都具有高精度的跨导。误差放大器的跨到高达2mmho。误差放大器的输出端在芯片外有外接引脚,误差放大器输出引脚补偿的电容和电阻可以根据芯片的输出电压和负载电流选取,保证了电流型DC/DC开关电源芯片对负载电压变化调节高灵敏度。第三,在电路设计上,误差放大器输出与电流比较器输入引脚的感应电压成高精度的线性关系。提高芯片Buck电路的输出电压的精度和稳定性。对芯片应用工程师,由感应电压的线性关系,更容易选取电流型开关电源的环路的穿越频率、误差放大器输出引脚的电容和电阻、输出端的负载电容。第四、在电流比较器的设计上,除了具有高速度、高精度特点,还具有宽输入范围(0V-16V),耐高压(最高供电电压可以达到38V)特点。