无线传感网络被认为是21世纪最重要的技术之一,随着无线传感网络节点的增加,传感器节点的供电方式越来越引发关注。过去常用的供电方式是电池供电,但是电池供电有着很大的局限性,电池储存的能量有限,只适合短期的工作,并且若无线传感器安装在恶劣的环境或人类不便到达的场合,电池的更换将变得困难,因此收集环境能量并将其转换为电能为无线传感器供电成为解决这一问题的研究热点。环境中振动无处不在,如人体的行走,工业机器的运转等,目前已经开展的对压电能量收集的研究表明,利用压电材料从环境的机械振动获取能量是可行的,并且有很大的应用前景。压电材料的功率密度能够达到几百mW/cm3,在环境中往往能产生微瓦至毫瓦级别的能量,能满足微功耗系统的需求。目前最流行的振动能量回收技术有电磁式、静电式、压电式三种。其中,压电式是利用压电材料的压电效应实现振动能到电能的转换,其功率密度较高,结构较简单,同时又容易集成,在过去的十几年里一直都是大家研究的热点。由于压电俘能器产生的是交流电压,幅值电压可以达到几十伏甚至上百伏,为提高能量收集的效率,需要一个整流环节和降压环节才能为传感器供电或为电源充电。然而,环境中振动的幅度不是稳定的。在不同的振动幅度下,整流电路有一个最佳输出电压来实现整流效率的最大化,降压环节的输入电压也会随之变化。因此本文针对高电压压电俘能器提出了一种低功耗的自适应的降压式能量收集系统,系统能自适应不同振动幅度和频率的压电输出电压,实现最大功率点追踪。系统基于DC-DC降压式转换器和低功耗控制器技术,降压转换器应用了零电流开关技术,控制器长时间工作的超低功耗模式下,有效的降低了控制器和整个系统的平均功耗。实验结果表明,在压电俘能器峰值电压为6V,压电俘能器输出电能低至16μW的条件下能实现降压及控制系统的自供电。