磁控形状记忆合金(Magnetically controlled Shape Memory Alloy,MSMA)是近年来新兴的一种可应用于能量采集领域的Ni-Mn-Ga合金智能材料,性能优越,可以通过一定的采集装置将环境中的振动能量转换为电能,进而通过电源管理电路实现为超低功耗负载供电。本文主要利用MSMA的优良特性进行振动能量采集和存储技术的探索性研究,首先建立和仿真验证了MSMA振动换能系统的优化数学模型,在此基础上改良并测试了一款新型MSMA振动能量采集器。然后针对采集器的输出特性,设计和仿真验证了三种不同的微电能采集和存储电路方案。最后搭建系统测试平台对最终方案进行了实验测试。本文前三章主要在分析MSMA材料逆特性的基础上,建立并用MATLAB软件仿真验证了MSMA振动能量采集系统输出感应电压的优化模型,完成了采集器的优化、仿真和性能测试。然后在第四章中研究了微电能采集和存储的基础电路,用Multisim软件对所研究的一系列整流、升压等基础电路进行仿真,并对仿真得到的曲线进行对比分析,总结了微电能采集和存储电路的难点和研究重点。第五章开始进行芯片方案设计,首先设计并仿真验证了基于LTC3526和MAX1811的有源采集与存储管理电路,可以实现将采集的振动能量储存于锂电池中且存储过程可控。然后设计并仿真验证了基于MSMA振动能量采集的传感器节点有源供电系统。该系统由采集器输出和主电池两个供电部分组成,实现了无缝切换且优先启动环境振动源,可以延长系统的供电寿命。在第六章中主要设计并测试了基于BQ25504的无源微电能采集与存储管理电路和BL系列稳压输出模块,可以实现环境振动能量的有效输出,为超低功耗负载供电。