近年来,电池供电便携式设备(如PDA、手机、MP3播放器等)的需求越来越大,对DC-DC开关电源IC的需求也日益增大,同时对其性能要求也越来越高。要求DC-DC转换器具有高转换效率,以延长电池供电时间;并具有良好的瞬态响应特性,以满足CPU、DSP和闪存等模块的要求。根据电池供电便携式设备的要求,本论文设计了一款高速负载响应DC-DC开关电源IC芯片。该芯片采用0.6μm CMOS工艺实现,集成有高精度基准电压源,振荡器,斜坡补偿功能电路,电流限制,电流采样电路,求和比较器,负载调整积分等电路模块。该芯片的输入电压范围为2.7V-5.5V,输出电压范围从输入到13V连续可调,工作频率为250KHZ,同时具有输出电压纹波小,转换效率高,负载调整能力强等特点。本文设计的开关电源芯片采用电流控制PWM调制方式,运用一种新颖的求和比较器电路来代替传统开关电源中误差放大器和PWM比较器的级联结构,减少了传统开关电源中误差放大器带来的误差和延时,加强了PWM调制的精度和速度,提高了系统的负载响应速度。根据系统需要,本文还利用了负载调整积分器来消除系统稳态误差,增强系统的负载调整能力。同时,本文还对系统的稳定性和芯片的效率进行了详细的分析。最后,本文利用仿真软件Hspice对整体电路进行了仿真验证。仿真结果表明,本文设计的DC-DC变换器在典型应用条件下,其输出电压纹波小于1%,最高转换效率超过85%,当负载电流从10mA跃变到100mA,其动态跌落量小于1%,恢复时间最快达25μs,利用负载调整积分器可以显著增强系统的负载调整能力,消除系统因负载调整引起的稳态误差。