现代消费电子设备已经发展成一个高度复杂的系统。与之相对应的,是设备的电源预算、体积功耗限制日益紧缩,这对电源管理系统提出了更高的要求。为了满足这些要求,电源管理芯片设计中需要对电压调节能力、转换效率、响应速度和集成度等方面的关键技术进行研究,并找到合适的技术方案。本文以适用于现代消费电子设备的高性能高效率开关变换器的设计为目标,对宽电压调节技术、轻载效率提升技术和电流检测技术进行了探讨和研究,并给出了相应的解决方案。为了使系统实现最大范围的电压调节,论文采用了四开关buck-boost变换器,同时实现升降压。与传统控制策略不同,论文提出了一种绿色多模式控制策略,并在模式转换时,采用“三阶段”平滑过渡,不仅提高了系统的效率,同时改善了输出电压纹波和系统线性调整率。由于轻载时开关损耗严重影响系统效率,论文在轻载时引入突发模式,有效减小了开关损耗。同时在PWM模式和突发模式切换时采用双基准设计思想,提高了系统的稳定性。考虑到电流模式良好的动态响应,系统采用了电流模式控制,并针对其中关键的电流检测技术提出一种基于Gm-C滤波器的无损电感电流检测方案,能在不给系统带来额外损耗的同时实现片上电流的精密检测,进一步提高了效率。论文基于上述解决方案在1.5um BCD工艺下完成了高性能高效率开关变换器的系统与模块设计,并进行了流片。测试结果表明各模块和系统工作正常,已达到预期的设计目标,可望满足现代消费电子设备的要求。