高效率、低成本和低噪声已成为便携式设备中电源管理芯片的发展方向。其中,电荷泵电路采用电荷转移方式工作,在不需要电感元件情况下可实现一定升压,因此这类电源管理芯片在中低功率的应用中倍受欢迎。该文分析设计的一种低功耗电荷泵DC/DC转换电路源于和境外公司的横向合作项目。它采用0.5微米标准CMOS工艺制成,输入电压范围为2.0V~5.5V,且输入电压高于或低于输出电压时,输出电压都可保持稳定的低纹波输出,并能自动工作于升压或降压模式。该电荷泵电路采用跳周期调制方式(PSM),有效的降低了芯片功耗,特别在轻负载情况下提高了系统的转换效率。在典型情况下,芯片满载时的静态电流为1mA,空载时的静态电流仅为60uA,关断电流小于0.01uA。电路还具有软启动、过热保护及过流保护等多重保护功能。在电路设计中,首先分析了跨周期调制的电荷泵DC/DC转换电路的基本原理,然后推导出电荷泵等效模型,以此为理论依据分析了电荷泵的两种控制模式:线性调制模式和跳周期调制模式。通过两种调制模式优缺点的比较并根据芯片低功耗要求,选用跳周期调制模式进行了电路的总体结构设计。在子电路设计中,作者比较深入分析的内容有:基准电路的原理及低电源电压下基准电路的设计;振荡器和控制电路中尖峰脉冲噪声抑制、两分频电路及死区时间设定;驱动及模式选择电路中开关管的宽长比的选择及模式转换点的设计。在完成电路原理分析与电路设计的基础之上,还应用EDA软件HSPICE对各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真及量化模拟。其中,整体仿真指标包括:芯片线性调整率和负载调整率、转换效率、输出电压纹波、芯片静态电流、最大负载电流、输出电压温度特性及短路负载电流。仿真结果均达到预定指标,验证了作者在第二章中阐述的电荷泵DC/DC转换器的设计理论,是设计理论与实践相结合的一次有价值的尝试。