从新世纪以来,随着便携式电子产品诸如手机电脑等设备在市场规模不断提升,拥有高效率,低功耗,小尺寸的电源芯片越来越受到厂家和客户的青睐,也成为了科研领域的重点研究对象。因此,电源管理类芯片的需求量不断增大,电路的设计方法不断进步,性能的要求也在不断提高,本文就是介绍了一款具有高效率的开关电容压降型稳压器的设计和优化。开关电容稳压器,是只通过电容作为元件的传输媒介,其相对于电感型电源管理芯片具有更低电磁辐射以及占用面积更小经济成本更低等特点,而整体系统效率又明显高于线性稳压器LDO,所以本文设计的开关电容稳压器效率居于电感型稳压器和LDO之间,且通过负载模式切换环路控制模式的方式提高系统在轻载工作时的效率,使得开关电容稳压器在噪声敏感场合逐渐成为了可以替代LDO的更佳电源管理芯片。本文首先通过理论推导对开关电容型稳压器进行了稳态特性和效率的分析,对开关电容工作原理以及环路调制模式进行介绍,并对系统的环路稳定性进行分析,进而设计了一种具有高效率,低纹波且成本相对较低的开关电容型压降稳压器系统结构。本文设计的整个系统包括开关电容阵列模块,时钟发生模块,电流检测模块,带隙基准模块等,并对各个子模块进行仿真优化,通过增益选择电路,实现了系统自动在三种增益模式进行切换,从而提高系统效率,设计了两种环路控制模式,实现了根据负载变化对系统的工作模式进行切换,进一步提高系统效率,除此之外,通过对系统不同方面的损耗进行分析和推导,计算出系统最佳性能的功率管尺寸以及工作频率。采用BCD350工艺对进行电路设计,以稳定的输出电压和高效率为设计目标,不断对系统电路功能和性能进行完善和优化,最终验证系统的瞬态特性,输出特性和整体效率,完成版图的绘制以及后仿工作,继而实现了开关电容稳压器芯片的设计并满足预期的设计指标。