目前低功耗电子器件大多数采用传统的化学电池供电,但频繁的更换电池会增加额外的维护成本甚至在某些特定环境下不易实施。在这种情况下,研制可为微型化低功耗设备持续供能的系统就变得尤为重要。压电式振动能量采集器因其易于集成、能量密度高等诸多优点,已成为国际上微能源研究追捧的对象。本文通过对悬臂梁式压电振动能量采集技术的研究,设计了能在低频、宽频带条件下高效收集振动能量的六阶折叠悬臂梁压电振动能量收集器和带弹性支撑的压电振动能量收集器。六阶折叠悬臂梁压电振动能量收集器由折叠的六阶梯形悬臂梁、质量块和压电片组成。此设计为收集器提供了更低的固有谐振频率和更紧凑的谐振峰值,这使得收集器具有更多的可用谐振模态,能够在日常振动环境中高效收集振动能量。与此同时,折叠的悬臂梁延伸了整个梁的等效长度,使结构在固定端产生更大的应变,促进了粘贴在固定端附近的压电片产生更高的输出电压。带弹性支撑的压电振动能量收集器由两个弹性支撑、一个U型支架和一片压电片构成,弹性支撑又由普通办公室用皮筋和质量块构成。通过调整弹性支撑可以减小整个结构的等效劲度系数,最终在较低频率范围内产生一个新的谐振峰值并且明显降低悬臂梁的谐振频率。经实验验证,六阶折叠悬臂梁压电振动能量收集器在0~30Hz内共产生了5个谐振峰,有效工作带宽11Hz,最高开路输出电压20.78 V,最优输出功率217.201μW,并具有可以在多个方向收集振动能量的特性。带弹性支撑的压电振动能量收集器与传统悬臂梁式能量收集器相比,将整个结构的谐振频率从16.5Hz降低到了8.9Hz,总共降低46%;产生的开路电压峰值从19.6V提升到了28.8V,增加了1.47倍。400kΩ和250kΩ分别为带弹性支撑的压电振动能量收集器与传统悬臂梁能量收集器的最佳匹配负载,得到的最大输出功率分别为1.416mW和0.740mW,发电功率提高了87%