终端设备的处理器性能要不断提高,处理器向着更多的核心数,更快的时钟频率,更大的负载电流等方向发展。这就要求给处理器供电的电源具有更快的瞬态响应速度和更大的负载能力。本文基于给现代处理器供电的背景,对高频多相DC-DC转换器进行研究和设计。基于处理器电源小型化集成化,低压大电流负载的供电发展趋势,本文提出了4相,开关频率为20MHz的buck转换器。基于处理器电源几个安培每纳秒的瞬态响应速度的要求,本文采用了可时钟同步自适应窗口的迟滞控制方案,并提出了校调阵列电路,使得控制器在发生失配和低压输出模式下依然保证时钟同步锁频。基于处理器电源更宽的输出电源范围和更多的供电模式,更好地节能,本文提出了多档自适应最佳DVS响应电路。基于处理器电源更宽负载内的高转换效率需求,本文采用了全NMOS的功率管,自举技术,自适应死区技术,APC技术,DCM/PFM技术等,使得转换器在宽负载范围内依然维持了高转换效率。为了保证多相间的电流平衡,本文还提出了主从（master-slave）均流环路和校调电路配合,保证了转换器在电感DCR等失配下,依然能维持电流平衡。本文提出的时钟同步自适应窗口迟滞控制的20MHz,4相buck转换器是基于SMIC0.18BCD工艺进行设计及仿真验证的。系统的输入电压为3.3V,输出电压为0.8V-1.8V,使用200n H的片外电感和2.2的片外电容。后仿结果表明,在4A/ns的负载跳变下,输出电压的下跌或过冲均不超过140m V,恢复稳定时间均不超过300ns。在0.8V-1.8V的参考电压跳变下,输出电压的上下追踪时间分别为466ns和485ns。在效率方面,系统在99.3%的负载范围内转换效率都超过了80%。且峰值效率达到91%。在电流平衡方面,即使电感DCR失配20%以上,各phase的电流分配误差依然能维持在2.6%以内。