在物联网中,存在着数量巨大且分布广泛的传感器。传统的使用电池供电的方式显示出越来越多的弊端,如寿命有限、维护复杂、难以回收且易对环境造成污染。收集传感器所在位置的机械能,发展自驱动的供能系统是一种有效的能源解决方案。摩擦纳米发电机(TENG)作为一种新型的能源获取方式,可以收集环境或人体运动产生的机械能,并将其直接转化为电能。与电磁感应发电机相比,TENG在收集低频的机械能时具有极大的优势。在物联网的发展与普及过程中,TENG可以作为微型电子器件的电源,与电子器件复合发展自驱动的供电系统。另外其自身也可以作为自驱动的传感器用于环境监测、人机交互、生物传感等。但是,TENG高阻抗的特性使其难以直接为电子器件供电,需要使用电源管理电路(PMC)将TENG中的电能高效的存储在电容或电池中。TENG的输出阻抗一般在1-10MΩ范围内,这与通常PMC的低输入阻抗(kΩ量级)不匹配,导致TENG的能量无法输入到PMC中。在本论文中,基于我们前期在脉冲式摩擦纳米发电机(Pulsed-TENG)方面所做的工作,我们从TENG的输出调控与电源管理两方面进行研究,着力解决TENG与PMC之间的阻抗匹配问题,发展了两种新型的基于Pulsed-TENG的无源PMC,可以达到较高的能量存储效率,且可以驱动小型电子器件正常工作。在第二章中,我们设计了一种基于单向开关脉冲式摩擦纳米发电机(TENG-UDS)的无源PMC。通过加入开关对TENG的输出特性进行调控,极大的降低了TENG的输出阻抗,实现了TENG与PMC之间的阻抗匹配。TENG-UDS可以在1 kΩ-1 GΩ的负载范围内保持输出电压及能量的最大化。且由于单向开关中双触点的设计,无需整流即可实现单向的脉冲输出。省去了整流带来的能量损耗的同时,降低了电路的复杂性。同时,把TENG-UDS并入到PMC中,极大的提高了对电容或电池的充电速率及能量存储效率。理论计算结果表明该无源PMC的能量存储效率可以达到75.8%。在对电容的实际充电过程中,其能量存储效率为48.0%。另外保持较低的运动频率,利用此无源PMC可以驱动商用电子表正常工作。相对于有源PMC,此无源PMC中单向开关的工作不需要额外的电源供应,减小了能量损耗的同时降低了电路的复杂性。单向开关的工作受TENG的设计和环境制约相对较大,对其实际应用产生了极大的限制。在第三章中,我们基于之前报道的静电振动开关脉冲式摩擦纳米发电机(TENG-EVS),设计了一种基于TENG-EVS的具有普适性的无源PMC。TENG-EVS可以保持高频的能量输出且可以应用于不同环境中机械能的收集。我们首先基于TENG-EVS,对Pulsed-TENG的输出特性与负载电阻的关系进行了研究。发现在其匹配阻抗为0.001Ω时,输出电压及能量仍可以达到最大值。从而证明了我们所设计的Pulsed-TENG的输出电压及能量可以始终保持最大化,不受负载电阻的影响。然后我们把TENG-EVS应用到PMC中,发展了一种新型的无源PMC。通过模拟和实际测试对基于TENG-EVS的新型无源PMC的能量存储效率进行了研究。模拟结果显示其总能量存储效率可以达到83.6%,在实际的充电测试中,总能量存储效率为57.8%,实现了充电速率及能量存储效率的大幅提升。另外利用此无源PMC存储的电能可以驱动计算器和温湿度计。通过本论文的研究,我们基于两种不同的Pulsed-TENG,实现了TENG与PMC之间的阻抗匹配,同时设计了两种新型的无源PMC。此无源PMC可以达到较高的能量存储效率,且可以驱动小型电子器件正常工作。为TENG在物联网及可穿戴电子器件中的应用奠定了坚实的基础。