近年来,TFT-LCD(Thin-Film Transistor Liquid-Crystal-Display)技术发展迅速,以其高清晰度、高分辨率、低功耗和易于大规模生产等特点成为液晶乃至整个平板显示技术的主流,同时对TFT-LCD的集成供电方案提出了更高的要求。本文系统设计了一款低成本、多路输出的高效单片集成电源管理芯片XD1475,内置软启动电路和完备的故障检测及保护电路,可为大屏幕TFT-LCD面板及驱动模组提供完整的供电解决方案。重点设计了供电芯片中的正、负电荷泵电路,采用“Linear”和“Skip”模式相结合的控制方式,提高系统效率。正电荷泵采用3倍输出,负电荷采用-1倍输出,分别为TFT提供栅极开启和关断电压。论文首先介绍了LCD和TFT-LCD技术的发展和研究现状,详细论述了TFT-LCD的驱动原理和供电需求,提出合理的电源系统架构方案;随后系统阐述了电荷泵电路的工作原理、主要性能参数和控制模式,对其环路稳定性进行研究,针对电流型电荷泵,提出了一种有效的小信号建模方法,为系统的稳定性设计提供了依据;最后介绍了XD1475的系统级结构,对电荷泵电路中主要功能模块的设计进行详细说明,重点设计了采用改进自调零技术的误差放大器电路,可动态消除失调电压。采用0.6μm 40V BCD工艺,基于Cadence平台对电荷泵电路的功能模块和整体性能进行仿真验证,结果表明,电路功能和性能指标均已达到设计要求。