随着物联网技术的发展,低功耗传感器网络已经被广泛应用在各领域之中。采用微能量采集技术替代传统的电池为物联网系统供电,既环保又可以延长电池寿命。微能量采集技术近年来才被研究人员所重视,而振动能量采集又是研究的热点之一,针对振动能量采集器的电源管理电路设计的需求也再逐步上升。但由于振动能量采集器具有感性元件特性,电压与电流存在相位差,电荷在双方反向时损失较大,使得转换效率低下。为了提高转换效率,业内研究了多种振动能量采集的整流电路结构,其中,通过使用开关控制电感收集相位差时序进程中的电荷的相关方法是目前国际上的研究前沿。本文则围绕并联同步开关电感(P-SSHI)结构,介绍了一款高效率的振动能量采集电源管理电路芯片设计的相关思路和方法。本文根据采集器的设计要求,基于P-SSHI结构设计了一种开关构架用以控制电感的充放电,围绕它设计了开关的控制信号产生电路,将全桥整流电路损失的相位差电荷收集并转移到储能电容中。为了进一步提高转换效率,本文设计了最优效率点追踪模块(OPT)与电流抑制比为62db的高精度电流偏置模块,根据谐波平衡理论将系统工作电压稳定在最优值处。在整个设计中,所有电路模块实现了本系统自供电,减少了对外部电路及备用电源的依赖。本文采用共栅比较器,共源共栅比较器以及滞回比较器代替了传统比较器,提高了电路性能,减少了控制逻辑的功耗。还将折叠共源共栅结构结合于电流偏置的设计中,得到了高电源抑制比的高精度电流偏置,对于其他能量采集电路均有一定的参考价值。电路的工作电流仅为500nA量级。本论文基于Silterra 0.18μm标准5V CMOS工艺设计了P-SSHI振动能量采集整流电路的原理图,并完成了版图设计与后仿真,核心电路面积为0.168平方毫米。根据仿真结果得到,在输入信号的频率为50Hz,内部供电电压为3.4V时,可以得到本文系统的峰值转换效率为83.2%(后仿真为80.3%)。相较于其他参考文献的研究结果,本文设计的整流电路在满足设计要求的情况下已经具有较高的转换效率。