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JSSC 2015第11期Power Management0.18µm CMOSBoost ConverterNeural Network Accelerator

A 400 nW Single-Inductor Dual-InputTri-Output DCDC BuckBoost Converter With Maxi

一款400nW单电感双输入三输出BuckBoost转换器，用于室内远程传感器系统的能量管理。
400nW静态功耗，83%峰值效率（100µW输出）
能量收集BuckBoost转换器脉冲跳频调制恒定导通时间调制低功耗设计
▸创新点1：单电感双输入三输出结构（系统创新）。该设计通过单个电感实现双输入（能量收集和存储）和三输出（多电压轨调节），显著减少了元件数量和体积，适用于微型传感器系统。具体实现了400nW静态功耗和83%的峰值效率。
▸创新点2：结合PSM和PFM的调制技术（方法创新）。采用脉冲跳过调制(PSM)和恒定导通时间脉冲频率调制(PFM)的混合控制策略，优化了不同负载条件下的效率，在100µW输出功率下仍保持高效能。
▸创新点3：低静态功耗设计（电路创新）。通过动态关闭非必要电路模块（仅保留系统时钟生成器），将静态功耗降至400nW。创新的松弛振荡器设计无需参考电压或比较器，进一步降低功耗。
▸创新点4：自适应时钟频率算法（算法创新）。根据输入源和输出状态动态调整系统时钟频率（加倍或减半），平衡响应速度和功耗，提升能量受限场景下的系统适应性。
Abstract
This paper presents a single-inductor dual-input– tri-output buck–boost (DITOBB) converter that manages energy harvesting, energy storage, and power rail regulation of an indoor remote sensor system. The converter operates in discontinuous conduction mode (DCM) and regulates the outputs with a com- bination of pulse-skipping modulation (PSM) and constant- ON- time pulse-frequency modulation (PFM). To reduce the quiescent power, all the circuit blocks are turned OFF when the outputs are within re