随着便携式产品的迅速普及,芯片的数字化程度在不断提高,功耗和电源电压在持续降低。为了满足市场对电源管理系统的需求,如何减小面积、降低功耗、保持输出稳定、提升电源效率是当今电荷泵（CP）研究设计的热点。本文基于适应于低压条件下的四相时钟电荷泵电路,从两个方面对电荷泵性能进行提升,一是提高效率,二是提高启动速度。本文设计的四相时钟电荷泵电路采用动态偏置电路消除升压过程中体效应带来的影响。本文的创新点有两点,一是采用预充电理论,在电路启动之前对每级泵电容进行充电,在启动速度上提升10%;二是在低电流条件下,对四相时钟做出改进,采用简单的反相器和与非门对信号进行延时,在效率上提升10%。随后对电荷泵电源管理芯片系统电路进行分析,确定每个子模块电路。其中带隙基准电压和比较器模块最为重要,决定着电荷泵的温度特性和纹波特性。带隙基准模块采用高增益二级运算放大器,提高电源电压抑制比;反馈电路中的比较器模块采用高压摆率运算放大器,提高反馈回路速度,降低系统纹波。本文根据预充电理论,设计出的四相时钟电荷泵,在启动之前,将电荷注入到各个节点泵电容中,同时提出全新的四相时钟产生信号,在低电流负载时,大大增加电荷泵效率和启动速度。基于GSMC 0.13μm 1P6M工艺,在Cadence平台1.5V电源电压下,对电荷泵电源管理芯片中的每个子模块进行电路设计,输出效率高达82%。各个子模块的仿真结果满足电荷泵电源管理系统要求。