当前,微电子设备的技术和应用得到了充分的推进和拓展。随着技术进步,商业应用要求微电子设备的制造过程绿色无污染,并且保持更好的续航能力和可靠性。而可穿戴微电子设备需要更好的柔韧性,同时避免生理伤害。优化微电子设备的供电方式是提升性能、解决上述问题的重要着力点。为了提供可持续的绿色能源,人们开始研究如何从环境中收集能量。基于压电原理的俘能器件适用于提取人体运动产生的能源,而压电聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）具有易加工、结构简单、柔韧性强和对人体友好等优点,将其用于能量收集装置有很大的优势,尤其适合用于给可穿戴设备供电。本文制作了一种基于PVDF压电纤维的低频压电俘能器,这种低频俘能器具有带波纹的回字形悬臂梁结构。选取静电纺丝法制备了PVDF纳米纤维膜,通过掺杂TiO₂纳米粒子促进PVDF中β相含量的提高,通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱和X射线衍射等测试手段,验证了PVDF纳米纤维膜压电性能的提升。针对带波纹悬臂梁的特殊结构,根据材料学、结构力学等知识建立了的数学模型,研究了波纹悬臂梁的固有频率与悬臂梁厚度、波纹高度和波纹俯视投影长度之间的关系。为进一步验证理论分析的可靠性,利用ANSYS仿真软件建立波纹悬臂梁的有限元模型,对模型进行仿真分析,得出悬臂梁厚度、波纹高度和波纹投影长度对压电俘能器的共振频率和输出电压的影响关系。将回字形结构与波纹悬臂梁相结合,通过仿真分析探讨了基于带波纹的回字形悬臂梁的低频俘能器的频率响应。基于压电俘能器的工作特性和低频应用的需要,本研究利用ADP5091芯片低启动电压的特性改进了传统的整流滤波电路,在电路中集成了能量存储元件,拓展了电路的功能,改善了电路的能量转化效率。最后,本研究基于PVDF/TiO₂复合纤维膜制作了压电俘能器,利用超低频振动测试校准系统作为测试平台,分别研究了俘能器电压输出和共振频率与波纹悬臂梁各个参数之间的关系。根据低频俘能器在不同负载下工作的实验,获得了俘能器的最佳匹配电阻和最大输出功率;本研究将低频俘能器和电路板安装于发电鞋中,使用发电鞋作为低功耗计步器的供电装置,验证了能量管理电路的有效性和PVDF压电纤维俘能器稳定的低频工作能力。