消费类电子产品的发展日新月异,对电源管理技术提出了新的要求。在多种类型DC-DC变换器中,开关电容变换器以其可集成化、高功率密度、低噪声特性越来越受到青睐。负载能力和系统转换效率是限制开关电容变换器产品化的主要因素。本文从便携式设备的市场需求出发,结合开关电容变换器当前的研究热点,提出了一种大电流、高效率的两相开关电容分压器。论文设计的分压器系统输入电压为5～10.5V,最大输出电流为5A,最小输出电流仅为5mA。由于采用了开环控制方式,不需要设计补偿电路。重点研究了宽负载下系统的效率优化,在分析损耗来源基础上提出了一种新颖的基于电荷转移的技术以降低功率管动态损耗,同时采用降频方式以提高系统的轻载效率。针对上电瞬间的浪涌问题,进行了软启动的设计;并且设计了一种基于bandgap结构的预调制电压模块,用以在宽输入电压范围里给低压模块供电,降低了系统设计的复杂度,提高了可靠性。此外,芯片还设计了输入欠压保护、过温保护及过流保护来保证开关电容变换器安全工作。芯片在 Global Foundries 0.18μm BCD(Bipolar CMOS DMOS)工艺下完成设计。仿真结果表明,芯片在上电时能够正常启动,负载跳变时的系统响应也符合设计预期;测试结果表明,芯片两相工作正常,系统最高工作频率为500KHz。在1A的重载下,输出电压纹波仅为23mV;轻载下,系统工作频率明显降低,输出电压纹波为67mV;在测试的负载范围内,系统效率始终高于60%,峰值效率超过93%。