绿色微能量作为一种能量形式在自然环境中无处不在,通过集中采集转换利用自然环境中多元的绿色微能量来解决高海拔、高纬度、能源稀缺环境中的设备供电问题已经成为各个领域的发展趋势。这不仅拓展了检测与监测设备的工作区域范围,而且在高效转换利用新型能源、节约化石能源方面具有一定的意义。为实现微能量高效采集、提高单元采集模块的输出功率,本文设计了微能量最大功率点采集模型。实现了光能、风能、热能、振动能这四种微能量采集装置参数的跟踪匹配,达到了单元节点最大功率输出的目的;不仅如此,在能量转换电路设计中,本文还采用高效分级升压转换及存储的硬件结构来解决传统微能量输出电压过低的问题。为提高微能量供电装置的电能质量,本文设计了一种基于PI负反馈的自适应权值匹配算法,实现了整个系统动态调整分配各个单元节点的权值。使得单元节点骤变的能量干扰对总体输出功率的影响达到最小,提高了系统电能质量;与此同时,在电能转换模块中也引入了PI控制算法,使得系统从单元模块到整体都处于动态负反馈稳定状态。其中各个能量转换、存储模块的控制策略主要通过研究对比蓄电池、超级电容的等效电路模型,并结合其存储特性来确定。但是当绿色能量匮乏时,自适应权值匹配算法的控制已无法满足要求,因此本文设计了供储能转换模块,通过主控芯片控制双向直流电路,将蓄电池能量反向升压经过供储能切换装置供给超级电容器组,保证了超级电容器的电压在能量匮乏时仍能保持不变,暂时避免了系统出现间断供电现象。通过测试及仿真结果可见,在最终研究设计的基于微能量的绿色能源供电装置中,光能采集功率可达21.763W,风能采集装置在负载为10Ω,且风速为11m/s时功率最大,即108.683m W;可得改进后的光能、风能采集装置的平均输出功率分别提高了1.705、1.880倍;同时整个系统的输出电压纹波率为0.14%。