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无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)节点作为物联网(Internet of Things,Io T)最基本的组成单元,已广泛应用于共享经济、智能家居、森林防护监测等领域。对于目前迅速发展的WSNs来说,其节点主要采用传统的化学电池来供电,由于电池储能有限,因此需要定期更换电池。为了实现WSN节点的自供电,有研究人员提出通过俘获WSN节点周围的环境能源为节点供电。振动能和热能是环境中广泛存在的两种能源,通过压电和热电换能器可以分别将这两种能源转换为电能,但是换能器的输出电信号并不能直接为电子设备供电,因此在换能器和负载之间需要一个具有整流、电压调节甚至最大功率跟踪等功能的接口电路。本论文首先针对压电和热电换能器的材料、装置结构、等效电路模型以及典型的接口电路进行详细介绍,然后根据其电压输出特性,研究并设计了四种自供电的能量俘获接口电路。主要研究内容如下:1.设计了一种高效的自供电串联同步开关电感电路。该电路通过简化无源的正/负峰值检测电路来检测压电元件开路电压的正、负极值。不但降低了电路的能耗。而且减少了压电元件达到峰值时与开关动作时刻的相位差,提高了能量提取的效率。仿真和实验验证表明,最大输出功率可提高至标准能量俘获电路的4.5倍。2.设计了一种用于压电能量收集的自供电的串并联交替式同步开关电感(SPA-SSHI)电路。所提出的电路以两种不同的模式工作:在压电换能器开路电压的正峰值处,接通与负载串联的开关,并且以S-SSHI模式工作;在压电换能器开路电压的负峰值处,与负载并联的开关导通并且在P-SSHI模式下工作。SPA-SSHI电路不需要整流桥,减少了电路的损耗,因此提高了电路的压电能量的收集效率。理论分析,仿真和实验验证了SPA-SSHI电路的有效性。实验结果表明,该电路的最大输出功率可达到理想标准能量收集(SEH)电路的5.96倍。3.设计了一种压电振动能和温差热电能协同式俘获电路,该电路结构采用有源的峰值检测器控制同步电荷提取电路的开关,并通过俘获温差热电能为该峰值检测器供电,从而提高了压电能的俘获效率,仿真结果显示,该电路的俘能效率相比于自供电的同步电荷提取电路提高了41.9%。4.设计了一种自供电的混合式同步电荷提取电路。该电路通过压电电压峰值的检测,在其达到峰值时进行压电振动能和温差热电能的同步提取,实现两种能量的融合采集。仿真和实验测试表明,所提出的电路可以有效实现温差热电能和压电振动能的同步采集,与现有的电路相比,在俘获效率、自供电和负载相关性等方面,具有较为明显的优势和特色。