随着便携式数码产品的兴起,电池作为不可或缺的一部分,它的续航时间和利用率显得尤为重要。待机时间长的设备越受消费者青睐,这样对电源管理类芯片的设计提出了新的挑战——高效率、低功耗、体积小。本文先对现有的DC-DC转换器研究的现状和发展的趋势做简要概述,在DC-DC buck/boos转换器的三种基本拓扑结构上阐述一种高效的四开关控制方法。然后从buck/boost转换器的工作原理及控制方法出发,完成其总体结构图,并给出几个重要子模块的电路结构,包括带隙基准源模块、振荡器电路、过温保护电路和欠压锁定等,然后对这些子模块进行电路级的设计。其中基准利用具有相反温度系数的电压产生零温度系数的基准电压;振荡器利用电流对电容的充放电产生恒定频率;过温保护采用负反馈原理,利用三极管的负温度系数实现保护;欠压锁定则是通过实时检测电阻的电流值实现欠压保护。之后用Cadence软件平台上的Spectre仿真工具对各个重要模块和在典型应用条件下的整体电路进行仿真,并对这一系列的仿真结果分析,结果表明电路的功能已经达到了预期的指标。和传统的单一升压或降压模式的开关型电源转换器相比,该转换器可以根据输入电压的变化控制四个MOS开关管的工作状态而确定工作在升压、降压或升降压模式,这样增加了输入电压的范围,提高了电池的利用率,延长了电池的使用时间。本文设计基于CSMC 0.5um Mixed-Signal工艺,系统仿真结果表明该转换器具备以下优点:较小的输出纹波、快速的瞬态响应能力、全面的安全保护以及较高的转换效率。