丁德彬，杨依忠，张 章，解光军

(合肥工业大学电子科学与应用物理学院，合肥230009)

在现代的消费市场中，以电池供电的便携式电子设备如手机、便携式电脑、PAD 等，已经成为人们生活中不可或缺的一部分，随着这些设备功能的增强，对电池功耗也相应增加，这就为电源管理芯片的设计和发展提出了更高的要求［1］。宽输入的电压范围和高的转换效率成为众多电源管理芯片追求的目标。本论文基于这两点的考虑，设计出一款能在电压范围从0.83 V 到输出电压的宽电压范围内正常工作，输出电压最高到6V，在整个负载范围内效率不低于50%，最高达96%的电源管理芯片。

考虑DC/DC 开关变换器和电荷泵各自的优势，利用电荷泵工作电压低的优势先将电压升至DC/DC开关变换器的正常工作电压后再由DC/DC 开关变换器升压至所需电压，达到低压启动并正常工作的目的。由于所设计的电荷泵启动电路在Boost 变换器正常工作后不再工作，电荷泵的功率损耗只存在于芯片启动过程中，所以整个芯片的转换效率即为Boost 转换器的效率。单纯的Boost 型DC/DC 开关变换器系统转换效率可用下式给出:［6］

其中，Iout是负载电流，Rpara是等效电阻，包括开关管电阻、电感和电容的电阻;f 是开关频率，Cgate是开关管的栅端电容，PQ是芯片内模块固定功耗。从此式可以看出，要想得到较高的转换效率，可以减小外围器件的等效电阻、开关频率、开关管的栅端电容和固定功耗。脉冲宽度调制(PWM)模式其结构简单，输出电压纹波小，在重载时系统效率高，但在负载电流变小时，由于开关频率较高，转换效率大幅降低。……