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开关电源具有转换效率高、体积小、控制精度高等优点,广泛应用于消费类电子、通信、电气、能源、航空航天、军事等领域。随着信息产业的飞速发展,便携式电子产品的广泛应用,我国开关电源市场的不断增长,开关电源已经成为国内功率电子学研究的热点。峰值电流控制在传统的电压型控制基础上引入了电流反馈实现了双环控制,使系统的稳定性和瞬态响应性能得以明显优化改善,目前便携式电子产品中的小功率开关电源普遍采用这种控制技术。脉冲宽度调制(PWM)在重负载下具有高效,高精度,抗噪声干扰能力强等优点,是目前开关电源中应用最多的一种调制方式。基于这个应用背景,本文对峰值电流控制PWM升压开关电源电路和系统特性进行了详细地分析,采用了一种结构新颖的求和比较器电路来简化传统开关电源控制芯片中误差放大器和PWM比较器级联结构。通过该求和比较器可以实现峰值电流控制系统中电流内环和电压外环的双环控制,同时还能减少传统开关电源控制芯片中的误差放大器带来的误差和延时,提高了PWM的精度和速度,增强了峰值电流控制开关电源系统的瞬态响应性能。同时为了进一步优化系统性能,本文还利用了Gm-C积分器来消除系统的稳态误差,增强系统的负载调整能力。最后,本文设计了一款峰值电流控制PWM升压开关电源控制芯片,该芯片采用0.8μm BCD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、电流采样电路、求和比较器、Gm-C积分器等电路模块。选取不同的外部元件,用该控制芯片搭建的开关电源可以工作在不同的导电模式下,以满足开关电源应用的要求。同时该开关电源具有输出电压纹波小,转换效率高,良好的瞬态响应性能和负载调整能力等特点。HSPICE仿真结果表明:在芯片典型应用条件下,其输出电压纹波小于±1%,转换效率超过85%;当负载电流从10mA跃变到100mA,其动态跌落量为0.8%,恢复时间仅为25μs;利用Gm-C积分器可以有效的消除系统的稳态误差。