随着科学技术的发展,电子设备的供电问题受到了越来越多的关注。传统的电池体积大、续航能力差,已经无法满足需求。因此,国内外学者将目光放到了身边环境中的可再生能源上。其中,压电能量收集技术由于能量密度高、易于实现和体积小等优点被而被广泛应用。为了提高压电能量收集的效率,国内外学者提出了同步开关技术。同步开关技术对同步控制信号的精度要求较高,如果信号延迟较大,会造成较大的能量损耗。已有的基于同步开关技术的压电能量收集电路结构复杂、不易实现并且对同步开关的控制不够精确。针对以上不足,本文首先提出一种新型的过零检测方式,实现过零检测信号和电流信号的相位对准,提高系统的输出功率。在此基础上,本文设计了两种新型的基于同步开关技术的压电能量收集系统,使用Multisim软件进行仿真,并搭建测试系统进行测试。一种是基于电容的新型同步开关收集系统。该系统在电路中加入采样电路,精确地采样到系统的工作状态,生成脉冲宽度可根据电压翻转状态自适应调节的同步控制信号。该系统通过对同步开关的精准控制提高电压翻转效率和输出功率。测试结果表明,在开路电压为6.5 V,负载电阻为10kΩ的情况下,输出的电压为4.24 V,输出功率为1.8 mW,是传统基于电容的同步开关收集电路的4倍。一种是基于电感的同步交替开关电路系统。该系统电路结构简单,可以精确地控制同步开关的关断和闭合时间,减少电路损耗,提高输出功率。基于电感的同步交替开关电路系统可以控制同步开关恰好在1/2谐振周期断开,提高电路系统的输出功率。在开路电压为6 V,负载电阻为10 kΩ的情况下,系统输出的电压为2.166 V,功率为0.469mW,是基本基于电感的同步开关电路的1.42倍。综上所述,本文提出的两种新型的基于同步开关技术的压电能量收集系统都可以实现精确地过零检测和同步开关控制,电路损耗较低,输出功率显著提高。