【技术实现步骤摘要】
自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器
[0001]本专利技术涉及模拟与混合信号集成电路领域，具体涉及一种自适应控制的超低功耗宽动态范围降压转换器。
技术介绍
[0002]随着物联网(Internet of Things，IoT)技术的发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)大规模地使用在智慧医疗、智能家居以及工业控制等领域。作为无线传感网络的关键一环，降压转换器负责从电池、能量采集器向传感器节点高质量地传输能量。传感器节点作为负载通常有着极宽的动态范围，在信息处理和传输时功率可达毫瓦(mW)级，而在睡眠和待机状态下往往只有微瓦(μW)甚至纳瓦(nW)级的功率，因此，一个具有宽动态范围的降压转换器，并且要实现轻载(nA级别)的高转换效率，在物联网应用中十分重要。
[0003]传统设计宽动态范围降压转换器是使用多种调制方式混合控制，比如轻载时使用脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，PFM)，重载时使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modul...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器，其特征在于，包括：输出电压控制电路(1)、自适应频率调制电路(2)和自适应脉冲宽度调制电路(3)；所述的输出电压控制电路(1)，用于接收输出电压Vout，并与参考电压Vref进行比较，输出使能信号EN_BUCK，分别控制所述的自适应频率调制电路(2)和自适应脉冲宽度调制电路(3)；所述的自适应频率调制电路(2)，用于接收所述的使能信号EN_BUCK，并根据该使能信号EN_BUCK的状态，分别输出相应的时钟信号CLK和控制信号ALL1、ALL0控制所述的自适应脉冲宽度调制电路(3)；所述的自适应脉冲宽度调制电路(3)，根据接收的时钟信号和控制信号，调节脉冲宽度，同时实现零电流关断。2.根据权利要求1所述的自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器，其特征在于，所述的输出电压控制电路(1)包括第一动态比较器(11)、分压电阻电路(12)和电压参考源(13)；输出电压Vout经所述的分压电阻电路(12)分压为比例电压Vdiv，并输入所述的第一动态比较器(11)的反相输入端，该第一动态比较器(11)比较比例电压Vdiv和参考电压Vref的大小，并输出使能信号EN_BUCK，分别传输至所述的自适应频率调制电路(2)和自适应脉冲宽度调制电路(3)。3.根据权利要求2所述的自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器，其特征在于，所述的分压电阻电路(12)由二极管方式连接的PMOS串联构成，分压比例由控制信号DIV0和DIV1决定，当DIV[1:0]＝“11”则输出电压为600mV，当DIV[1:0]＝“10”则输出电压为900mV,当DIV[1:0]＝“01”则输出电压为1.2V，当DIV[1:0]＝“00”则输出电压为1.5V。4.根据权利要求2所述的自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器，其特征在于，所述的电压参考源(13)由三个耗尽型MOS和一个二极管方式连接的NMOS串联组成输出300mV的固定参考电压Vref，输入所述的第一动态比较器(11)的同相输入端。5.根据权利要求1所述的自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器，其特征在于，所述的自适应频率调制电路(2)包括二位加减计数器(21)和数控时钟产生电路(22)；所述的二位加减计数器(21)受所述的输出电压控制电路(1)输出的使能信号EN_BUCK控制，进而控制所述的数控时钟产生电路(22)输出时钟信号CLK至所述的自适应脉冲宽度调制电路(3)，同时输出控制信号ALL0、ALL1至述的自适应脉冲宽度调制电路(3)。6.根据权利要求5所述的自适应控制的宽动态范围超低功耗降压转换器，其特征在于，若所述的第一动态比较器(11)输出使能信号EN_BUCK为高电平，则二位加减计数器(21)的输出FSEL[1:0]增加，若所述的第一动态比较器(11)输出使能信号EN_BUCK为低电平，则二位加减计数器(21)的输出FSEL[1:0]减1；当FSEL[1:0]＝“00”时，则控制所述的数控时钟产生电路(22)输出1kHz时钟信号CLK；当FSEL[1:0]＝“01”时，则控制所述的数控时钟产生电路(22)输出2.7kHz时钟信号CLK；当FSEL[1:0]＝“10”时，则控...
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