压电式微型能量收集器是未来取代传统电池的一种新型器件,近几年已经成为一个研究热点。利用压电效应工作的能量收集器,具有更高的电能输出。当外部激励为声能时,可以方便安全地进行能量传输。压电式微型能量收集器的研究已经初具规模,并且即将用于医疗植入设备、环境监测等领域,但是仍然有很多性能上的不足亟待解决,如能量转换率偏低,能量收集方向单一以及工作频带窄等问题。本文主要的研究内容如下:（1）介绍了压电式微型能量收集器的研究背景,在以声能作为能量源的基础上,针对是否包含腔体以及腔体的类型不同进行分类,介绍了国内外研究现状。总结了以声能作为能量源的压电式微型能量收集器相比于传统能量收集器件的优势,分析当前能量收集器距离实际应用的不足之处以及需要改进的地方。（2）根据压电式微型能量收集器的声电理论,首先,研究了压电基础理论,然后对声能放大进行分析,利用电力声类比的方法,得到压电薄膜上的外部激励表达式。接着利用集总参数模型和分布式参数模型进行分析,得到输出电压表达式。根据声压放大和声电转换的耦合理论可以分析能量收集器的输出电压、输出功率、谐振频率等各项性能。（3）在亥姆霍兹谐振腔的基础结构上提出了一种四分之一球形的结构。使用集总参数模型进行数值计算。将数值计算和软件仿真的结果进行对比,其在声谐振频率处可以将声压放大43倍。仿真结果显示,在40.6k Hz时,它的最大输出电压约为28m V。它的频带和功率密度分别约为470Hz和12.7（?）Wcm-2。相比于之前结构,其谐振频带和输出功率密度都有了显著的提升。（4）在四分之一球形结构的基础上提出了一种全方向型能量收集器。相比于四分之一球形结构,它可以同时收集六个方向上的声能。采用分布式参数模型计算以及仿真模拟的方法进行研究,结果表明能量收集器的声压放大倍数约为51,在谐振频率3.5*10~4Hz处的最大输出电压为70.95m V,最大输出功率为0.45μW。有效带宽约为700Hz,能量转换效率达到了23%,相比四分之一球形结构分别提高了79.2%和800%,在关键参数上有了进一步的显著提升。综上所述,本文针对压电能量收集器的一系列固有问题,设计了一种四分之一球形亥姆霍兹谐振腔能量收集器和一种全方向型亥姆霍兹谐振腔能量收集器,并开展了数值计算和理论仿真研究。最终结果表明,他们在能量收集的方向性、能量转换效率、输出谐振频带相比于传统器件性能得到了明显的改善。