提出球形集能拓扑并建立其数学解析模型,分析影响其集能效果的因素。考虑到集能拓扑的实际应用,在球形拓扑的基础上改进为球冠型拓扑结构。通过建立调理电路的大信号和动态扰动模型,给出了调理电路反馈网络的设计原则,仿真结果验证了电路的可行性。针对外电场变化对调理主电路工作特性的影响,建立了仿真模型,研究了等效输入电压变化下的调理主电路工作特性。在搭建的自供能系统实验平台上进行实验,实验结果验证了集能转换器的整体工作性能。