随着能量转换以及微电子领域的发展,将环境中的振动更有效的转化为电能为低功耗无线传感器节点供电成为可能。压电能量收集具有易集成、更容易做得微型化且不受电磁干扰等优点,广泛应用于振动能量收集领域。本文给出了同步电荷提取与电压翻转电路(SCEVI)的一种实现方案。首先,根据标准电路、SECE电路、SCEVI电路的工作原理,通过Matlab验证了恒位移条件下,SCEVI电路回收功率最大且SCEVI、SECE回收功率与负载无关。当电压翻转系数为0.5、Buck-Boost转换效率为0.65时,SCEVI电路回收功率约为SECE的1.3倍,为标准电路最大回收功率的3.3倍。验证了三种电路在恒激振力条件下的特点,标准电路适用于强耦合,SECE、SCEVI适用于弱耦合或中等耦合情况下的能量收集。然后,由于现实生活中的振动大多符合恒位移条件,基于SCEVI电路的高效性以及回收功率与负载无关的优点,给出了自供电SCEVI电路的一种实现方案并给出了低功耗元件的选型。电路包括SCEVI接口电路、开关控制电路以及自供电三个模块。开关控制电路的导通时间可通过电阻调整,电路能较为准确的检测压电元件电压峰值,并符合SCEVI的开关控制时序。自供电模块由全桥整流电路和半桥整流电路组成。能量自给的方案是通过自供电模块收集第二压电片产生的能量给开关控制电路供电实现的。接着,通过LTspice仿真验证了设计的SCEVI电路的可行性。并与标准电路、SECE电路(包括无源SECE电路、基于位移检测的SECE电路)进行对比,仿真得到SCEVI电路回收功率约为标准电路的4倍、为自供电SECE的2.5倍、为基于位移检测的SECE电路的1.4倍。最后,搭建了能量收集实验装置,验证了本文设计的SCEVI电路的可靠性并对比了三种电路的俘能效果。SCEVI电路回收功率是SECE电路的1.2倍,是标准电路的2.04倍。SECE、SCEVI电路回收功率与负载相关性很小,SCEVI回收功率大于SECE。