伴随着半导体材料的发展，白光LED成为许多领域照明的首选器件。由于便携式应用对白光LED亮度均匀性的要求，以及白光LED自身的正向导通电压大、电学参数离散性大、容易受温度影响等特点，需要设计专门的电源管理芯片来驱动白光LED。本文分析了四种最常用的白光LED驱动模式的基本原理，包括(1)恒压输出加镇流电阻的并联驱动方式，(2)单恒流源加镇流电阻的并联驱动方式，(3)多路恒流源的并联驱动方式，(4)电感升压的串联驱动方式。本次课题的目的就是要研究能够用于自光LED驱动的第(1)种电源管理方式，并设计其主要的模拟电路模块。 经过对开关电容式恒压输出原理的分析，决定采用电荷泵加控制电路的方法实现恒压源驱动并联LED的结构，这是一个DC-DC的电源管理模式。由于传统开关电容式DC-DC中的电荷泵多采用2倍的升压方式，这在以锂电池为电源的应用中(电源电压为2.7V～5.5V)，电源的转换效率是很低的。针对这个缺点，论文中提出了利用分数增益电荷泵的多增益特点实现高效率开关电容式DC-DC转换的设计方案。该方案改进了传统开关电容式DC-DC只反馈输出电压给控制电路的单反馈模式，将输入电压和输出电压都反馈给控制电路，通过对输入电压的采样，决定电荷泵工作的增益，通过对输出的采样，决定电荷泵的工作状态。 根据这样的设计思路，完成了以下一些设计任务： 1．分析了用于开关电容式DC-DC的电荷泵原理，对分数增益电荷泵进行了较为仔细的研究，设计了一个可以实现7种增益的14个开关管的电荷泵电路，对电路的功能和性能进行了仿真。 2．将14管电荷泵简化为4管电荷泵电路，为使电荷泵正常工作，设计了给电荷泵的PMOS开关管提供背栅压的电路。针对电荷泵中使用的都是大宽长比的MOS管，为节省面积保证性能，将其设计为蛇形栅平面结构。另外，还设计3-bit ADC电路。这些电路都在华润上华科技(无锡)有限公司的6S06DPDM-CT02标准CMOS工艺下进行了流片。并对芯片进行了仔细的测试，得到了令人满意的测试结果。 3．设计了DC-DC电路所需要的其它模拟电路模块，提出了DC-DC数字控制电路的设计流程，以及输入电压和输出电压的采样方案。