在科技不断发展的现代,人类的生活已经与电子设备不可分割,便携式设备大大提高了人类的生活质量,因此得到了迅速的发展,包括:已经在社会中广泛推广的可穿戴电子设备,如智能手环、眼镜等;用于日常健康检查的医疗设备,如人体无线心率、血压、呼吸监测系统;应用于军事领域的野外无人值守定位和监察设备等。这些新型的装置都具有微型化的特点,其应用环境限制了其使用范围,如无法采用电缆或者电池供电。所以能量获取技术成为了解决这一问题的有效方法之一,得到了普遍的关注和发展。能量获取的主要能量源包含环境中普遍存在的能源,如太阳能、风能、振动能等,其中振动能量由于分布广,能够获取的能量密度大,成为当前研究的一大热点。振动能量与其他能量源不同的是,输出为交流信号,并且输出的功率与负载大小有关,所以需要整流电路以及负载匹配电路以满足后续电路的应用并达到最大的能量输出,这就需要用到最大功率点追踪电路((Maximum Power Point Tracker,MPPT)。传统的最大功率点追踪电路主要应用于光能、热能等能量的获取,具有工作电压高,输出为直流等特点,因此并不能完全适用于振动能量的获取。同时一些商用芯片采用的算法多为利用小型的MCU,对能量获取的功耗进行大量的运算,以得到最大功率点。对于小型、微能量的电源管理模块来说,即耗用空间又耗费能量。本文采用模拟电路的方式实现MPPT设计,利用有源功率因数校正电路(Power Factor Correction,PFC)作为负载调整电路,结合扰动观察法,得到最大的能量获取效率。本论文所采用的MPPT策略为:利用乘法器,将整流之后的输入电压与输入电流相乘,得到输入功率。输入功率经过延时,与实时的功率相比较从而获得功率变化的方向。MPPT模块根据功率的变化产生控制频率和占空比的调制信号,使PFC的输入阻抗向输出功率变大的方向变化。本文的主要模块包括MPPT模块、误差放大器、带隙基准源、峰值电流比较器、过零检测电路等。本文的电路优势在于,MPPT所产生的扰动信号包含两位,一位为扰动方向信号,用于确定占空比是变大还是变小。一位为占空比变化步长的选择:如果功率变化较大,则采用较大的步长,以达到较快的追踪速度;如果功率变化较小,则采用较小的步长,以保证追踪的精度。仿真所得MPPT模块的功耗为13.375μW,该功耗足够小,从而可以忽略,不会影响MPPT对于能量变化方向的判断。本文仿真所采用的压电获取等效模型为交流电流源与电容并联,其电流源的峰值电流为3mA,电容为6μF。经过MPPT模块的运算,整流之后的输出峰值电压为0.8V,经过Boost-PFC升压电路,输出的电压约为2.5V,输出电流约为0.71mA,输出功率为1.78mW,效率为89.1%。在没有MPPT模块时,整流之后输出电压约为0.55V,输出功率约为0.77mW,可以看出MPPT模块提高了输出功率。