能源匮乏问题是全世界国家和人民共同面临的大问题,为了缓解能源危机对社会造成的负面影响,各国学者都在积极的开展关于可再生能源的相关研究。环境振动能是可再生能源的一种,其广泛的存在于自然环境中,不受时间、季节的限制,是一种含量丰富的清洁能源。利用压电材料具有压电效应,可以设计压电换能系统,其能有效利用环境振动能。为了提高压电系统的输出性能,本文做了如下工作：首先,单独工作的压电换能器输出功率有限,在与接口电路配合使用时,压电换能器输出的能量有时还不够抵消接口电路消耗的能量,因此本文采用多压电换能器协同工作的思想,针对多压电换能器协同工作设计了四种带负载的并联电路,详细给出了在四种电路下多压电换能器输出功率的推导过程,提出并分析了激振力相位差对四种电路输出功率的影响,对比了压电换能器单独工作与并联工作时的输出功率特点。其次,接口电路中电子元器件的功耗是影响接口电路工作效率的重要因素,其中以整流二极管的功耗最大,在传统的理论模型中均将整流二极管当成是理想器件,本文以标准电路为基础,提出一种将整流二极管压降考虑在内的功率推导模型,详细的给出了理论推导过程,并从系统最优匹配负载、系统输出功率以及整流二极管对高、低功率两类压电系统的影响规律三个方面做了仿真分析。再次,本文从实际应用角度出发,根据应用目的不同设计了多种压电换能器接口电路,分别是：与低功耗传感器配套使用的3.3V直流电压输出电路；适用于单个压电换能器的超级电容和低容量锂离子电池储能电路；适用于多个压电换能器的锂离子电池储能电路。通过实验测试了电路的输出性能,测试结果符合设计要求。最后,本文设计了一种风力带动旋转压电发电机,利用机械装置和磁铁之间的相互作用将环境风能转换为振动能,以压电换能器作为中间换能装置,将振动能转换为电能。本文介绍了旋转压电发电机的9个组成部分,并通过实验平台对旋转压电发电机进行参数优化。将本文设计的接口电路应用到旋转压电发电机上,旋转压电发电机既可以与无线传感器结合,构成电源供电装置,也可以与储能介质配合,构成压电储存装置。