随着世界经济的飞速发展,对化石能源的需求量越来越大,由于能源缺口所造成的如环境污染、社会动荡等一系列问题严重的威胁着人类的生存。对于便携式装置而言,电池是常用的储能和供能装置,但电池存在使用寿命有限,废弃后容易造成污染等不利条件,且频繁的更换电池也限制着便携装置的使用环境。故而,寻求和开发一种可再生的清洁能源,成为解决上述问题的一种可行方法。摩擦纳米发电机（TENG）因其结构简单、便于批量制作和部署,能够有效的收集自然界中的机械能等优点,引起了人们的广泛关注。本文首先介绍摩擦纳米发电机的基本理论和工作模式。其次,在此基础上,针对摩擦纳米发电机输出的交流电信号、且输出信号不稳定的特点,设计了一种用于收集冲击型能量的摩擦纳米发电机,并开发设计了对应的电源管理电路。最终,将其原始输出信号转换为直流电信号,并实现低纹波电压稳定输出,具体工作分为以下三点:（1）根据摩擦纳米发电机的相关理论,基于麦克斯韦方程组和电荷转移原理,设计了一种收集冲击型能量的摩擦纳米发电机。同时,进行了静电场仿真,验证了电荷转移机制,为后续的电源管理电路的设计提供理论支持。（2）针对目前电源管理电路存在外接有源器件、且电路中元器件类型较多的问题,设计了一种基于无源器件的电源管理电路,减少了元器件的种类和数量,降低了功率损耗和电路的复杂度。（3）通过对面向冲击型能量收集的摩擦纳米发电机基础理论分析、结构设计、电路设计与仿真实验的结果分析,制作了用于收集冲击型能量的摩擦纳米发电机的实验样机、搭建相应的实验平台、并进行系统性实验测试与应用展示。以输出电压值大小、达到稳定电压所需要时间、稳压后纹波值大小等为研究目标,基于上位机Lab VIEW软件调试,搭建输出特性测试系统,开展相关理论验证与实验测试,分析电路中电阻、电容、稳压二极管等元件参数对于输出电压的影响。实验结果与预期较为相符,并可通过输出电压值的大小判断工作的发电单元的数量。本文展示了在随机激励下TENG输出稳定电压和监测冲击能量采集过程中能量流动的应用前景。