近年来随着国家集成电路事业的快速发展,推动了国内一大批IC企业的前进,开关电源芯片行业也是与时俱进,各种高质量、高精度芯片层出不穷。本文以降压型和升压型DC-DC变换器为基础,设计了一款宽输入电压范围、高效率和大带载能力的升降压型DC-DC变换器芯片XD2000。本文所设计的升降压型变换器可工作在降压模式、升压模式或者升降压模式,当输入或输出电压变化时,其工作模式可以自行切换。基于所采用的四开关拓扑结构,提出了一种用于四开关升降压型变换器的新型电流模式控制方式。通过设计一个开关转换电路来改变电流PWM比较器两输入端的信号,变换器在降压或升压模式下选择不同的控制方式。在升压模式下,变换器采用峰值电流模式控制;在降压模式下,采用谷值电流模式控制。充分利用谷值和峰值电流模式下的对称关系,设计了频率自适应分段斜坡补偿电路来克服峰值和谷值电流模式控制时一定占空比条件下出现的次谐波振荡现象,单一的斜坡补偿电路满足不同模式下的补偿电流要求,大大减小了芯片面积,节约了制造成本。芯片内部设计了CPPLL来使内部工作频率与外部输入时钟同步,满足了芯片多项并联使用以提供更大电流的要求,可外同步时钟频率范围为200KHz～400KHz。除此之外,为了提高轻载条件下的效率,加入了轻载工作模式,根据FCB引脚所接电压的不同,降压和升压均可以工作在三种不同的模式下。FCB引脚电压小于0.8V时,降压和升压均工作在强迫连续导通模式下;FCB引脚电压介于0.8V与4V之间时,降压以跳周期模式工作,升压以突发模式工作;FCB引脚电压介于4V与5V之间时,降压和升压均工作在恒定频率断续导通模式下。XD2000采用0.35μm BCD工艺完成了电路设计工作,并使用Cadence平台上的Spectre仿真器进行了整体电路仿真,使用Virtuoso版图工具完成了版图设计工作。仿真结果显示:降压和升压模式下,变换器启动正常,输出电压上升平滑,启动完成后工作稳定;输入电压阶跃响和负载阶跃响应良好,过冲量小,恢复时间短;降压模式下峰值效率为96.8%,升压模式下的峰值效率为98%。芯片整体转换效率高,响应速度快,各项指标均满足设计要求。