随着智能手表、手环和无线耳机等可穿戴电子产品的小型化、低功耗发展,对电源管理芯片提出了更高的要求。全集成转换器由于移除了体积庞大的片外LC,极大地节省了布板空间,同时降低了设计成本,已成为学术界与产业界的研究热点。结合可穿戴设备的应用需求,本文围绕全集成升压转换器的转换效率和响应速度展开研究。基于低电感电流、小纹波的改进型KY升压拓扑,提出了一种带瞬态增强的自适应恒定导通与关断时间（ACOOT）控制策略,并设计了一款具有高轻载效率和快速响应能力的全集成KY升压转换器:1)本文研究并总结了全集成KY系统的设计难点,提出了一种高效率、快响应的ACOOT变频控制策略。该策略采用自适应时间技术,通过输入电压前馈和输出电压反馈,实现了不同的电压转换比输出。2)为了解决轻载下输出纹波过大的问题,通过研究KY系统的纹波特性,提出了一种数字可编程计时电路,并设计了负载电流检测模块。由负载的量化编码控制计时器的权电流通道,自适应调整导通时间Ton与关断时间Toff,优化了轻载的输出纹波。3)针对负载突变时输出存在较大下冲的问题,研究了转换器的瞬态响应特性,提出了一种适用于断续导通模式（DCM）系统的瞬态增强方案。当输出低至限压阈值时,激活增强电容以延长Ton与Toff,有效加速了系统恢复并平滑了瞬态曲线。4)此外,针对DCM下的反向电流损耗问题,采用精确DCM自校准技术。通过引入一个额外的电压电流负反馈环路,基本消除反向电流,提高了转换效率。本设计基于TSMC 65 nm CMOS工艺,实现了12 n H金属螺旋电感和7 n F MOS/MIM输出电容的片上集成。仿真结果显示:在输入电压1.5 V,输出电压1.8 V的典型应用下,最大负载电流为120 m A,峰值转换效率为71.5%。在10 m A轻载下,效率仍有52.4%。当负载在110 m A的阶跃高度瞬变时,系统的响应速度分别为2.55 ns/m A和6.18 ns/m A。