随着能源的消耗和科技的发展，可再生的微能量收集技术日益成熟，已经开始大规模运用于无线物联网领域、智能楼宇建设、汽车行业等工业方面。作为微能量收集系统中的电源模块，工作在低输入电压下的高效DC-DC变换器的研究是一个热门的课题。　　本文基于SMIC 0.18μm COMS工艺设计了一款应用于能量收集的自启动DC-DC升压变换器，为提高系统的效率，设计了两级升压结构，第一级低压自启动模块在亚阈值 MOS 技术的基础上加入了时钟倍压电路，增大了自启动模块的电压增益和电流负载能力，实现亚阈值电压自启动，并将电压升至可供第二级主升压结构使用。第二级主升压结构采用脉冲跳跃控制（PSM）作为稳压控制方案，提高了系统的效率。仿真结果表明，在PSM控制方案下，DC-DC升压变换器实现在300mV电压输入情况下的自启动，输出电压为1.8V，纹波电压约为5.7mV且效率达到63%。　　本文详细介绍了DC-DC 变换器不同类型的结构区别和应用范围，在综合考虑了效率，功耗和集成度方面的基础上，选用了电容型DC-DC 变换器即电荷泵电路作为两级升压结构。同时，在栅交叉耦合电荷泵和传统Dickson电荷泵结构的基础上，对电荷传输开关进行了改进，将动态栅极控制的体端-源端二极管结构代替传统的 MOS 传输开关，克服了传统电荷泵的体效应影响，提高了低压下的电流负载能力。