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振动能量收集技术致力于通过压电效应、电磁感应等物理原理,将自然界中广泛存在的机械能转化为电能,达到为无线传感器等微电子器件供能的目的。本文基于压电材料聚偏氟乙烯(PVDF),设计了一种复合压电效应、电磁感应两种发电方式的振动能量收集器,并从多物理场和能量收集电路等方面对其进行了研究。建立了固支梁结构的静力学模型,分析了压电效应、电磁感应的基本原理,探究了流延法制备PVDF薄膜的工艺流程。从动力学角度建立了弹簧-质量-阻尼模型,推导了永磁体振幅的表达式;从电学角度建立了压电单元、电磁单元的等效电路模型,推导了输出功率表达式,分析了两者之间的耦合作用。建立了压电单元的有限元模型,利用有限元仿真软件对其进行了频域响应分析和阻抗匹配分析,探究了基底厚度、压电片厚度等参数对压电输出的影响;对电磁单元模型,分析了单双线圈、线圈尺寸、线圈和永磁体间距等参数对感应电动势的影响;对压电电磁复合系统进行了频域响应分析,在1g加速度载荷下,外接500kΩ的负载,其输出功率可达3.24m W。研究了非线性系统的特点,探究了不同磁场下压电单元、电磁单元的电学输出情况;引入了温度场,研究压电单元在不同温度下的工作状况,保证其环境适应性;从微观尺度探究了压电单元的工作状态,将压电单元等比例缩放,分析了其谐振频率、输出功率密度的变化情况。设计了基于电压比较芯片MAX6433和电压调节芯片MAX666的压电能量收集电路,可周期性输出3.25V的直流电压;引进LTC3588-1芯片,为电磁单元设计了具备整流稳压功能的能量收集电路,实现了3.3V直流电压的稳定输出;联合两个分电路设计了压电电磁复合能量收集电路,开路输出电压可达6.55V,输出功率可达2.21m W。本文利用PVDF柔性薄膜克服了传统压电材料易碎的缺点,利用压电电磁复合发电的方式提升了机电转换效率,利用非线性系统拓宽了能量收集频带,对振动能量收集领域的研究有一定的参考价值。