随着物联网技术的快速发展,电池为主的供电系统越来越无法满足物联网智能节点对低成本、小体积、低更换频率的要求。微纳米技术、片上系统技术的迅速发展使得环境能量的收集与应用成为可能。本文聚焦于对可实时进行最大功率点追踪的能量收集系统的研究与实现,搭建了逐周期进行最大功率点追踪的开路电压方案与简化纹波关联方案,并对前者进行了具体的电路实现。传统的开路电压法通常每隔几百毫秒或几秒进行一次开路电压采样,因此所需的采样电容和开路电压存储电容通常较大,而且无法对变化的环境实现快速的响应。由于本文所提出的逐周期开路电压法每个周期都将更新最大功率点所对应的输入端口电压值,因此可以采用较小的采样电容与存储电容,使能量源仅与能量收集系统断开较少的时间,并且每个周期采样开路电压的时刻安排在输入端口刚好位于最大功率点上的时刻,提高了采样电容的充电速度;而且这段时间刚好是电感电流为零的时段,因此开路电压采样对输入电容上的电压、转换器正常工作等造成的影响也较小。子模块电路设计上避免了对放大器、电流采样电路、乘法器等高功耗需求电路的使用,侧重于低压低功耗改进,利用亚阈值区工作并且采用钟控的方式,仅在需要该电路功能时才打开相应的模块,从而达到了降低系统功耗、提高系统效率的目的。本文的电路实现基于180 nm BCD工艺,系统整体仿真对上电、稳定的输入光功率状态以及输入光功率跳变的情况进行了验证,验证结果表明本系统适用于1mW~10 mW的输入光功率范围,覆盖了室内到室外的光照情况,能量收集系统的最大功率点追踪精度峰值达99.94%,整体效率峰值达88.37%,并且可以快速响应输入光功率的变化。