TWI678877B - 能量採集裝置 - Google Patents

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謝秉璇
Ping-Hsuan Hsieh
王釋葦
Shih-Wei Wang
柯逸文
Yi-Wen Ke
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國立清華大學
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Abstract

一種能量採集裝置包含：一整流電路，將其自身的第一及第二輸入端間所接收到的一交流供應電壓進行整流以在其自身的第一及第二輸出端間產生一直流整流電壓；一轉換電路，根據一控制信號對該直流整流電壓進行直流對直流轉換以產生一直流輸出電壓；及一控制電路，將一相關於該直流整流電壓的第一待比較電壓與一第二待比較電壓（相關於該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者與該整流電路之該等第一及第二輸出端中之一者間的一差異電壓）相比較以產生該控制信號。

Description

能量採集裝置
本發明是有關於一種能量採集裝置，特別是指一種能夠增強其所採集之能量的能量採集裝置。
現有一能量採集裝置從一能源採集能量，並將其所採集的能量傳遞至一負載。對於該能量採集裝置而言，增強其所採集的能量是很重要的。
因此，本發明之目的，即在提供一種能夠增強其所採集之能量的能量採集裝置。
於是，本發明能量採集裝置適用於從一輸出一交流供應電壓的能源採集能量。該能量採集裝置包含一整流電路、一轉換電路，及一控制電路。
該整流電路具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，該等第一及第二輸入端電連接該能源以共同接收該交流供應電壓，該整流電路將該交流供應電壓進行整流以在該等第一及第二輸出端間產生一直流整流電壓。
該轉換電路電連接該整流電路之該等第一及第二輸出端以接收該直流整流電壓，還用於電連接一負載，及還接收一控制信號，該轉換電路根據該控制信號對該直流整流電壓進行直流對直流轉換，以產生一由該負載所接收的直流輸出電壓。
該控制電路電連接該整流電路及該轉換電路，接收該整流電路之該等第一及第二輸出端間的該直流整流電壓，並接收該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者與該整流電路之該等第一及第二輸出端中之一者之間的一差異電壓。
該控制電路產生一相關於該直流整流電壓的第一待比較電壓，產生一相關於該差異電壓的第二待比較電壓，並比較該等第一及第二待比較電壓以產生該由該轉換電路所接收的控制信號。
1‧‧‧能源
11‧‧‧第一輸出端
12‧‧‧第二輸出端
13‧‧‧電阻器
14‧‧‧交流電源
2‧‧‧整流電路
21‧‧‧第一輸入端
22‧‧‧第二輸入端
23‧‧‧第一輸出端
24‧‧‧第二輸出端
25~28‧‧‧開關
29‧‧‧比較器
3‧‧‧轉換電路
31‧‧‧電感器
32、33‧‧‧開關
34‧‧‧比較器
4‧‧‧控制電路
41‧‧‧分壓器
411、412‧‧‧電阻器
42、FB‧‧‧第一緩衝器
421、422‧‧‧電晶體
43、SB‧‧‧第二緩衝器
431~434‧‧‧電晶體
44、VGA‧‧‧可變增益放大器
440‧‧‧非反相輸入端
441‧‧‧反相輸入端
442‧‧‧輸出端
443~449‧‧‧電晶體
45‧‧‧比較器
46‧‧‧偏壓產生器
461~467‧‧‧電晶體
468‧‧‧放大器
5‧‧‧負載
CTRL‧‧‧控制信號
Rin‧‧‧輸入阻抗
Vb1~Vb3‧‧‧偏壓電壓
Vcomp1‧‧‧第一待比較電壓
Vcomp2‧‧‧第二待比較電壓
Vctrl‧‧‧控制電壓
Vdd‧‧‧電源電壓
Vdif‧‧‧差異電壓
Voff‧‧‧偏移校正電壓
Vout‧‧‧直流輸出電壓
Vrect‧‧‧直流整流電壓
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路方塊圖，說明本發明能量採集裝置的一實施例； 圖2是一電路圖，說明該實施例的一第一緩衝器、一第二緩衝器、一可變增益放大器，及一偏壓產生器；圖3是一曲線圖，說明該實施例與另一示例的一輸出功率對一整流電路看到的一等效負載電阻的特性；及圖4至圖6是電路圖，說明該實施例的各種變形。
參閱圖1，本發明能量採集裝置之實施例適用於從一能源1採集能量。該能源1具有一第一輸出端11及一第二輸出端12，且等效地包括一電阻器13及一交流(Alternating Current，AC)電源14。該電阻器13及該交流電源14串聯連接在該等第一及第二輸出端11、12間(該電阻器13電連接該第一輸出端11及該交流電源14電連接該第二輸出端12)。該能源1在該等第一及第二輸出端11、12間輸出一交流供應電壓。在一實施例中，該能源1被裝設在一可穿戴設備中，且當人穿戴該可穿戴設備時，將由人運動所引起的振動轉換成電力。本實施例的該能量採集裝置包括一整流電路2、一轉換電路3，及一控制電路4。
該整流電路2具有一第一輸入端21、一第二輸入端22、一第一輸出端23，及一第二輸出端24。該等第一及第二輸入端21、22分別電連接該能源1之該等第一及第二輸出端11、12以共同接 收該交流供應電壓。該整流電路2將該交流供應電壓進行整流以在其自身之該等第一及第二輸出端23、24間產生一直流(Direct Current，DC)整流電壓Vrect。
在此實施例中，該整流電路2包括四個開關25~28，及一比較器29。該開關25(例如，一P通道金氧半場效電晶體(P-channel metal oxide semiconductor field effect transistor，pMOSFET))電連接在該整流電路2之該第一輸入端21及該第一輸出端23之間。該開關26(例如，一N通道金氧半場效電晶體(N-channel metal oxide semiconductor field effect transistor，nMOSFET))電連接在該整流電路2之該第一輸入端21及該第二輸出端24之間。該開關27(例如，一P通道金氧半場效電晶體)電連接在該整流電路2之該第二輸入端22及該第一輸出端23之間。該開關28(例如，一N通道金氧半場效電晶體)電連接在該整流電路2之該第二輸入端22及該第二輸出端24之間。該比較器29具有一電連接該整流電路2之該第一輸入端21的第一輸入端(例如，一非反相輸入端)、一電連接該整流電路2之該第二輸入端22的第二輸入端(例如，一反相輸入端)、一電連接該等開關25、26的第一輸出端(例如，一反相輸出端)，及一電連接該等開關27、28的第二輸出端(例如，一非反相輸出端)。當該交流供應電壓使該整流電路2之該第一輸入端21的一電位高於該整流電路2之該第 二輸入端22的一電位時，該比較器29使該等開關25、28導通及使該等開關26、27不導通。此外，當該交流供應電壓使該整流電路2之該第一輸入端21的該電位低於該整流電路2之該第二輸入端22的該電位時，該比較器29使該等開關26、27導通及使該等開關25、28不導通。
該轉換電路3電連接該整流電路2之該等第一及第二輸出端23、24以接收該直流整流電壓Vrect，還用於電連接一負載5，及還接收一控制信號CTRL。該轉換電路3根據該控制信號CTRL對該直流整流電壓Vrect進行直流對直流轉換，以產生一由該負載5所接收的直流輸出電壓Vout。
在此實施例中，該轉換電路3使用一升壓拓撲(boost topology)，且包括一電感器31、二個開關32、33，及一比較器34。該電感器31具有一電連接該整流電路2之該第一輸出端23的第一端，及一第二端。該開關32(例如，一N通道金氧半場效電晶體)電連接在該電感器31之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一用來接收該控制信號CTRL的控制端(例如，一閘極端)。該開關33(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一電連接該電感器31之該第二端的第一端(例如，一源極端)、一電連接該負載5的第二端(例如，一汲極端)，及一控制端(例如，一閘極端)。該比較器34具有一電連接該電感器31之該第二端的 第一輸入端(例如，一反相輸入端)、一電連接該開關33之該第二端的第二輸入端(例如，一非反相輸入端)，及一電連接該開關33之該控制端的輸出端。跨於該電感器31及該開關32的二端接收該直流整流電壓Vrect。該直流整流電壓Vrect及跨於該開關33與該電感器31二端之一跨壓的一電壓總和作為該直流輸出電壓Vout。該電感器31於該開關32導通的一時段期間儲存來自該整流電路2的能量，且於該開關32不導通的一時段期間的至少一部分期間，該電感器31將其所儲存的能量經由該開關33釋放到該負載5。需注意的是，在此實施例中，該轉換電路3是操作在一不連續導通模式。但在其它實施例中，該轉換電路3可操作在一連續導通模式。
該控制電路4電連接該整流電路2之該第二輸入端22與該等第一及第二輸出端23、24，及電連接該開關32之該控制端。該控制電路4接收該整流電路2之該等第一及第二輸出端23、24之間的該直流整流電壓Vrect，及接收該整流電路2之該第二輸出端24及該第二輸入端22之間的一差異電壓Vdif。該控制電路4產生一相關於該直流整流電壓Vrect的第一待比較電壓Vcomp1，產生一相關於該差異電壓Vdif的第二待比較電壓Vcomp2，並比較該等第一及第二待比較電壓Vcomp1、Vcomp2，以產生由該開關32之該控制端所接收的該控制信號CTRL。
在此實施例中，該控制信號CTRL被以一方式產生，使得當該第一待比較電壓Vcomp1高於該第二待比較電壓Vcomp2時，該開關32導通，且使得當該第一待比較電壓Vcomp1低於該第二待比較電壓Vcomp2時，該開關32不導通。
在此實施例中，該控制電路4包括一分壓器41、一第一緩衝器(first buffer，FB)42、一第二緩衝器(second buffer，SB)43、一可變增益放大器(variable gain amplifier，VGA)44、一比較器45，及一偏壓產生器46。
該分壓器41電連接該整流電路2之該等第一及第二輸出端23、24以接收該直流整流電壓Vrect，且將該直流整流電壓Vrect分壓以產生一分壓電壓。該第一緩衝器42電連接該分壓器41以接收該分壓電壓，且緩衝該分壓電壓以產生該第一待比較電壓Vcomp1。該第二緩衝器43電連接該整流電路2之該第二輸出端24及該第二輸入端22以接收該差異電壓Vdif，且緩衝該差異電壓Vdif以產生一緩衝電壓。該可變增益放大器44電連接該第二緩衝器43以接收該緩衝電壓，還接收一控制電壓Vctrl，且根據該控制電壓Vctrl以一可變增益放大該緩衝電壓，以產生該第二待比較電壓Vcomp2。該比較器45具有一電連接該第一緩衝器42以接收該第一待比較電壓Vcomp1的第一輸入端(例如，一非反相輸入端)、一電連接該可變增益放大器44以接收該第二待比較電壓Vcomp2 的第二輸入端(例如，一反相輸入端)，及一電連接該開關32之該控制端的輸出端。該比較器45比較該等第一及第二待比較電壓Vcomp1、Vcomp2，以在其自身的該輸出端產生由該開關32之該控制端所接收的該控制信號CTRL。該偏壓產生器46電連接該第一緩衝器42，且產生一偏壓電壓Vb1以偏置該第一緩衝器42，使得該第一待比較電壓Vcomp1具有的一直流成份實質等於該第二待比較電壓Vcomp2的一直流成份。
在此實施例中，該分壓器41包括二個電阻器411、412。該等電阻器411、412串聯連接在該整流電路2之該等第一及第二輸出端23、24之間。該等電阻器411、412間的一共同節點提供該分壓電壓。
參閱圖1及圖2，在此實施例中，該第一緩衝器42包括二個電晶體421、422。該電晶體421(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一用來接收一電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一電連接該比較器45的第二端(例如，一汲極端)，及一用來接收該偏壓電壓Vb1的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體422(例如，一P通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體421之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一電連接該等電阻器411、412之該共同節點以接收該分壓電壓的控制端(例 如，一閘極端)。該電晶體421之該第二端提供該第一待比較電壓Vcomp1。
在此實施例中，該第二緩衝器43包括四個電晶體431~434。該電晶體431(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一第二端(例如，一汲極端)，及一用來接收一偏壓電壓Vb2的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體432(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一第二端(例如，一汲極端)，及一用來接收一偏移校正電壓Voff的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體433(例如，一P通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體431之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一電連接該整流電路2之該第二輸出端24的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體434(例如，一P通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體432之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一電連接該整流電路2之該第二輸入端22的控制端(例如，一閘極端)。該等電晶體433、434之該等控制端相配合以接收該差異電壓Vdif。該等電晶體431、432之該等第二端間提供該緩衝電壓。
在此實施例中，該可變增益放大器44具有一電連接該電晶體431之該第二端的非反相輸入端440、一電連接該電晶體432 之該第二端且與該非反相輸入端440相配合以接收該緩衝電壓的反相輸入端441，及一電連接該比較器45且提供該第二待比較電壓Vcomp2的輸出端442。此外，該可變增益放大器44包括七個電晶體443~449。該電晶體443(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一第二端(例如，一汲極端)，及一電連接其自身之該第二端的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體444(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一電連接該可變增益放大器44之該輸出端442的第二端(例如，一汲極端)，及一電連接該電晶體443之該第二端的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體445(例如，一N通道金氧半場效電晶體)具有一電連接該電晶體443之該第二端的第一端(例如，一汲極端)、一第二端(例如，一源極端)，及一電連接該可變增益放大器44之該非反相輸入端440的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體446(例如，一N通道金氧半場效電晶體)具有一電連接該電晶體444之該第二端的第一端(例如，一汲極端)、一第二端(例如，一源極端)，及一電連接該可變增益放大器44之該反相輸入端441的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體447(例如，一N通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體445之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一用來接收一偏壓電壓Vb3的控制端 (例如，一閘極端)。該電晶體448(例如，一N通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體446之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一接收該偏壓電壓Vb3的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體449(例如，一N通道金氧半場效電晶體)電連接在該等電晶體445、446之該等第二端之間，且具有一接收該控制電壓Vctrl的控制端(例如，一閘極端)。
在此實施例中，該偏壓產生器46包括七個電晶體461~467，及一放大器468。該電晶體461(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一第二端(例如，一汲極端)，及一控制端(例如，一閘極端)。該電晶體462(例如，一P通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體461之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一電連接該整流電路2之該第二輸出端24的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體463(例如，一P通道金氧半場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一第二端(例如，一汲極端)，及一接收該偏壓電壓Vb2的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體464(例如，一P通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體463之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一電連接該整流電路2之該第二輸出端24的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體465(例如，一P通道金氧半 場效電晶體)具有一接收該電源電壓Vdd的第一端(例如，一源極端)、一第二端(例如，一汲極端)，及一電連接其自身之該第二端的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體466(例如，一N通道金氧半場效電晶體)具有一電連接該電晶體465之該第二端的第一端(例如，一汲極端)、一第二端(例如，一源極端)，及一電連接該電晶體463之該第二端的控制端(例如，一閘極端)。該電晶體467(例如，一N通道金氧半場效電晶體)電連接在該電晶體466之該第二端與該整流電路2之該第二輸出端24之間，且具有一接收該偏壓電壓Vb3的控制端(例如，一閘極端)。該放大器468具有一電連接該電晶體461之該第二端的非反相輸入端、一電連接該電晶體465之該第二端的反相輸入端，及一電連接該等電晶體421、461之該等控制端且提供該偏壓電壓Vb1的輸出端。
藉由適當地設定該偏移校正電壓Voff，可以補償該控制電路4因實際佈局和製程變異所引起之不匹配而造成的各種偏移。
在該控制電路4的控制下，該轉換電路3的一輸入阻抗Rin穩定在A×Ron，其中，參數A為該可變增益放大器44的增益與該分壓器41之一分配比的倒數的一乘積，且參數Ron為該開關28的一導通電阻。因此，該整流電路2等效地視為一定電阻負載。藉由適當地設定該控制電壓Vctrl，可以改善該整流電路2之輸出端的 阻抗匹配，使得該整流電路2的輸出功率提高，進而提高本實施例該能量採集裝置從該能源1獲得的能量。
圖3繪示出在該電阻器13的電阻為90Ω的情況下，本實施例的該整流電路2(見圖1)的輸出功率，及一另一示例的該整流電路的輸出功率的模擬結果。該另一示例的該整流電路等效地看到一定電壓負載(例如，該整流電路還包括一電連接在其自身的該等第一及第二輸出端之間並且具有大電容以穩定該直流整流電壓的電容器)。根據圖3可知：(a)當相對應的該整流電路等效地看到的該負載的電阻為90Ω時，本實施例及該另一示例中每一者的輸出功率達到其峰值；(b)與該另一示例相比，本實施例的該整流電路2的輸出功率提高了20%。
需注意的是，在其它實施例中，可以對本實施例做出以下修改：
1.參閱圖2及圖4，該控制電路4之該第二緩衝器43之該電晶體434的該控制端電連接該整流電路2之該第一輸入端21，來取代原本電連接該整流電路2之該第二輸入端22；及該控制電路4之該第二緩衝器43之該等電晶體433、434的該等控制端共同接收在該整流電路2之該第一輸入端21與該第二輸出端24之間的該差異電壓Vdif。
2.參閱圖2及圖5，該控制電路4之該第二緩衝器43之該電晶體433的該控制端電連接該整流電路2之該第二輸入端22，來取代原本電連接該整流電路2之該第二輸出端24；該控制電路4之該第二緩衝器43之該電晶體434的該控制端電連接該整流電路2之該第一輸出端23，來取代原本電連接該整流電路2之該第二輸入端22；及該控制電路4之該第二緩衝器43之該等電晶體433、434的該等控制端共同接收在該整流電路2之該第二輸入端22與該第一輸出端23之間的該差異電壓Vdif。
3.參閱圖2及圖6，該控制電路4之該第二緩衝器43之該電晶體433的該控制端電連接該整流電路2之該第一輸入端21，來取代原本電連接該整流電路2之該第二輸出端24；該控制電路4之該第二緩衝器43之該電晶體434的該控制端電連接該整流電路2之該第一輸出端23，來取代原本電連接該整流電路2之該第二輸入端22；及該控制電路4之該第二緩衝器43之該等電晶體433、434的該等控制端共同接收在該整流電路2之該第一輸入端21與該第一輸出端23之間的該差異電壓Vdif。
4.參閱圖1，在該整流電路2中，該等開關25~28分別被四個二極體所取代，且省略該比較器29。在此情況下，該等二極體中的一第一個二極體具有一電連接該整流電路2之該第一輸入端21的陽極，及一電連接該整流電路2之該第一輸出端23的陰極；該 等二極體中的一第二個二極體具有一電連接該整流電路2之該第二輸出端24的陽極，及一電連接該整流電路2之該第一輸入端21的陰極；該等二極體中的一第三個二極體具有一電連接該整流電路2之該第二輸入端22的陽極，及一電連接該整流電路2之該第一輸出端23的陰極；及該等二極體中的一第四個二極體具有一電連接該整流電路2之該第二輸出端24的陽極，及一電連接該整流電路2之該第二輸入端22的陰極。
5.在該轉換電路3中，用一二極體代替該開關33，且省略該比較器34。在此情況下，該二極體具有一電連接該電感器31之該第二端的陽極，及一用於電連接該負載5的陰極。
6.該轉換電路3使用一降壓拓撲(buck topology)或一降壓-升壓拓撲(buck-boost topology)來取代該升壓拓撲。
7.省略該控制電路4之該偏壓產生器46。
8.參閱圖2，該控制電路4之該第二緩衝器43之該電晶體432的該控制端以接收該偏壓電壓Vb2來取代原本接收該偏移校正電壓Voff。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (12)

  1. 一種能量採集裝置，適用於從一輸出一交流供應電壓的能源採集能量，該能量採集裝置包含： 一整流電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，該等第一及第二輸入端電連接該能源以共同接收該交流供應電壓，該整流電路將該交流供應電壓進行整流以在該等第一及第二輸出端間產生一直流整流電壓； 一轉換電路，電連接該整流電路之該等第一及第二輸出端以接收該直流整流電壓，還用於電連接一負載，及還接收一控制信號，該轉換電路根據該控制信號對該直流整流電壓進行直流對直流轉換，以產生一由該負載所接收的直流輸出電壓；及 一控制電路，電連接該整流電路及該轉換電路，接收該整流電路之該等第一及第二輸出端間的該直流整流電壓，並接收在該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者與該整流電路之該等第一及第二輸出端中之一者之間的一差異電壓； 該控制電路產生一相關於該直流整流電壓的第一待比較電壓，產生一相關於該差異電壓的第二待比較電壓，並比較該等第一及第二待比較電壓以產生該由該轉換電路所接收的控制信號。
  2. 如請求項1所述的能量採集裝置，其中，該控制電路以一方式產生該控制信號，使得該轉換電路於該第一待比較電壓高於該第二待比較電壓的一時段期間儲存來自該整流電路的能量，且使得該轉換電路於該第一待比較電壓低於該第二待比較電壓的一時段期間的至少一部分期間將其所儲存的能量釋放到該負載。
  3. 如請求項1所述的能量採集裝置，其中，該控制電路包括： 一分壓器，電連接該整流電路之該等第一及第二輸出端以接收該直流整流電壓，且將該直流整流電壓分壓以產生一分壓電壓； 一第一緩衝器，電連接該分壓器以接收該分壓電壓，且緩衝該分壓電壓以產生該第一待比較電壓； 一第二緩衝器，電連接該整流電路之該等第一及第二輸入端中的一者及該整流電路之該等第一及第二輸出端中的一者以接收該差異電壓，且緩衝該差異電壓以產生一緩衝電壓； 一可變增益放大器，電連接該第二緩衝器以接收該緩衝電壓，還接收一控制電壓，且根據該控制電壓以一可變增益放大該緩衝電壓，以產生該第二待比較電壓；及 一比較器，電連接該第一緩衝器及該可變增益放大器以分別接收該等第一及第二待比較電壓，還電連接該轉換電路，且比較該等第一及第二待比較電壓以產生該由該轉換電路所接收的控制信號。
  4. 如請求項3所述的能量採集裝置，其中，該控制電路還包括一電連接該第一緩衝器的偏壓產生器，該偏壓產生器產生一偏壓電壓以偏置該第一緩衝器，使得該第一待比較電壓具有一實質等於該第二待比較電壓之一直流成份的直流成份。
  5. 如請求項3所述的能量採集裝置，其中，該第一緩衝器包括： 一第一電晶體，具有一用來接收一電源電壓的第一端、一電連接該比較器的第二端，及一用來接收一第一偏壓電壓的控制端；及 一第二電晶體，電連接在該第一電晶體之該第二端與該整流電路之該第二輸出端之間，且具有一電連接該分壓器以接收該分壓電壓的控制端； 該第一電晶體之該第二端提供該第一待比較電壓。
  6. 如請求項5所述的能量採集裝置，其中，該第二緩衝器包括： 一第三電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端、一第二端，及一用來接收一第二偏壓電壓的控制端； 一第四電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端，及一第二端； 一第五電晶體，電連接在該第三電晶體之該第二端與該整流電路之該第二輸出端之間；及 一第六電晶體，電連接在該第四電晶體之該第二端與該整流電路之該第二輸出端之間； 該等第三及第四電晶體之該等第二端間提供該緩衝電壓。
  7. 如請求項6所述的能量採集裝置，其中，該第四電晶體還具有一用來接收一偏移校正電壓的控制端。
  8. 如請求項7所述的能量採集裝置，其中，該可變增益放大器具有一電連接該第三電晶體之該第二端的非反相輸入端、一電連接該第四電晶體之該第二端且與該可變增益放大器之該非反相輸入端相配合以接收該緩衝電壓的反相輸入端，及一電連接該比較器且提供該第二待比較電壓的輸出端。
  9. 如請求項8所述的能量採集裝置，其中： 該第五電晶體，具有一電連接該整流電路之該第二輸出端的控制端； 該第六電晶體，具有一電連接該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者的控制端； 該等第五及第六電晶體之該等控制端共同接收在該整流電路之該第二輸出端與該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者之間的該差異電壓。
  10. 如請求項8所述的能量採集裝置，其中： 該第五電晶體，具有一電連接該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者的控制端； 該第六電晶體，具有一電連接該整流電路之該第一輸出端的控制端； 該等第五及第六電晶體之該等控制端共同接收在該整流電路之該等第一及第二輸入端中之一者與該整流電路之該第一輸出端之間的該差異電壓。
  11. 如請求項8所述的能量採集裝置，其中，該可變增益放大器包括： 一第七電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端、一第二端，及一電連接其自身之該第二端的控制端； 一第八電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端、 一電連接該可變增益放大器之該輸出端的第二端，及一電連接該第七電晶體之該第二端的控制端； 一第九電晶體，具有一電連接該第七電晶體之該第二端的第一端、一第二端，及一電連接該可變增益放大器之該非反相輸入端的控制端； 一第十電晶體，具有一電連接該第八電晶體之該第二端的第一端、一第二端，及一電連接該可變增益放大器之該反相輸入端的控制端； 一第十一電晶體，電連接在該第九電晶體之該第二端 與該整流電路之該第二輸出端之間，且具有一用來接收一第三偏壓電壓的控制端； 一第十二電晶體，電連接在該第十電晶體之該第二端 與該整流電路之該第二輸出端之間，且具有一用來接收該第三偏壓電壓的控制端；及 一第十三電晶體，電連接在該等第九及第十電晶體之該等第二端之間，且具有一接收該控制電壓的控制端。
  12. 如請求項11所述的能量採集裝置，其中，該控制電路還包括一偏壓產生器，該偏壓產生器包括： 一第十四電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端、一第二端，及一控制端； 一第十五電晶體，電連接在該第十四電晶體之該第二端與該整流電路之該第二輸出端之間，且具有一電連接該整流電路之該第二輸出端的控制端； 一第十六電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端、一第二端，及一用來接收該第二偏壓電壓的控制端； 一第十七電晶體，電連接在該第十六電晶體之該第二端與該整流電路之該第二輸出端之間，且具有一電連接該整流電路之該第二輸出端的控制端； 一第十八電晶體，具有一用來接收該電源電壓的第一端、一第二端，及一電連接其自身之該第二端的控制端； 一第十九電晶體，具有一電連接該第十八電晶體之該第二端的第一端、一第二端，及一電連接該第十六電晶體之該第二端的控制端； 一第二十電晶體，電連接在該第十九電晶體之該第二端與該整流電路之該第二輸出端之間，且具有一用來接收該第三偏壓電壓的控制端；及 一放大器，具有一電連接該第十四電晶體之該第二端的非反相輸入端、一電連接該第十八電晶體之該第二端的反相輸入端，及一電連接該第十四電晶體及該第一電晶體之該等控制端且提供該第一偏壓電壓的輸出端。
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