随着电子信息产业飞速发展，电子产品的革新速度日益加剧，便携式电子产品对电源管理芯片的要求也随着其性能的提高而提高。由于要求电源电压较低，传统的DC-DC控制芯片已无法满足CPU电源高效解决方案的需求。因此需要采用同步整流技术以提高电源的效率。传统的电流检测需要添加检测电阻实现电流检测，但这样增加了损耗，本文在广泛的调查国内外DC-DC电源管理芯片的研究现状并详细分析DC-DC工作原理的基础上，设计了一款高效的DC-DC变换器芯片。通过对DC-DC开关变换器芯片工作原理及控制模式的分析，设计了基于同步整流技术的DC-DC变换器控制环路及整体架构，利用同步整流管取代二极管来降低损耗。提出了一种无损电流检测方案，通过采样连接大功率开关管金属线上的电压，反映流过开关管的电流大小，不需额外的电流检测电阻，从而减小了损耗和芯片面积，降低了成本，提高了效率。同时还设计了电流检测与同步整流模块的相应电路及其它核心模块电路。基于Cadence平台，采用BCD工艺模型，使用Spectre和Hspice对DC-DC变换器芯片进行系统级仿真验证，最后完成了芯片的版图设计，并通过DRC(Design Rule Check)和LVS(Layout Versus Schematics)检查，验证了所设计的芯片版图的正确性。所设计高效DC-DC变换器芯片的输入电压范围为4.75V~18V，输出电压范围为0.923V~15V，输出电流为2A，效率可达到93%。综合仿真结果验证了采用无损电流检测技术与同步整流技术方案的可行性。