随着数字集成系统和微机电技术的发展,电子器件朝着小型化、低功耗方向发展,而开发出与之相适应的微电源成为一个重要的问题。压电纳米发电机利用压电效应将自然界或日常生活中各种形式的机械能转化为电能并为电子器件供电,已经被广泛应用在各个行业中。为了满足可穿戴系统的发展以及更多电子设备的供电要求,开展对阵列式的柔性压电纳米发电机以及其接口电路的研究十分重要。本文采用有限元方法,对石墨烯/ZnO纳米线/石墨烯结构的柔性压电纳米发电机的输出特性进行了研究,并对其尺寸进行了优化;然后采用叠加定理的方法,对阵列式柔性压电纳米发电机的输出特性进行了研究;最后提出了一种改进的SP-SSHI接口电路,用于将柔性压电纳米发电机输出的交流电转化为直流电。首先研究了以ZnO纳米线作为压电材料,石墨烯作为电极的柔性压电纳米发电机的输出特性。利用有限元软件ANSYS,研究了 ZnO纳米线长度,器件边长和PET层厚度等尺寸参数对柔性压电纳米发电机输出电压的影响。然后根据仿真结果,确定了柔性压电纳米发电机的尺寸,并对优化后的器件模型进行了仿真,仿真发现,优化后的器件输出电压得到明显提高。最后对优化后器件的动态输出特性进行了仿真,不考虑共振情况下,在频率为5Hz和负载为100MΩ时,器件的输出电压为2.96V;考虑共振情况下,在机械共振和负载为10kΩ时,器件输出电压为2.1V,输出功率能够达到 0.042mW。然后研究了阵列式柔性压电纳米发电机的输出特性。根据集总参数等效电路模型,采用叠加定理的方法推出了串联和并联阵列的输出电压,输出电流及输出功率的表达式,并对串联和并联阵列进行了仿真。仿真发现,当多个输出电压幅度相同的柔性压电纳米发电机组成阵列时,其最大输出功率成倍提高;当两个输出电压幅度不同的柔性压电纳米发电机组成阵列时,为了提高输出功率,使阵列连接有意义,即阵列的最大输出功率大于单个柔性压电纳米发电机的最大输出功率,需要电压幅度比大于4.15/10 且小于 10/4.15。最后研究了柔性压电纳米发电机的接口电路,提出了一种改进的SP-SSHI接口电路。首先,从原理上分析了四种常见的接口电路的工作过程,根据电荷守恒得到理论的回收功率表达式,并在Multisim软件中对这四种接口电路进行了仿真。其次,分析了本文提出的改进的SP-SSHI接口电路的工作过程,对其进行了仿真。最后,将改进的SP-SSHI接口电路、原SP-SSHI接口电路和标准接口电路进行对比,通过对比发现,改进的SP-SSHI接口电路的最大输出功率,约为原SP-SSHI接口电路的最大输出功率的2倍,相比标准接口电路的最大输出功率提高了几十倍。另外,相比原来的SP-SSHI接口电路,改进的SP-SSHI接口电路使用的电路元器件的数量更少,并且不使用电阻,从而降低了损耗、成本和重量,并提高了整个系统的效率。