随着植入式医疗设备的广泛应用,其能量供给问题得到了国内外许多研究团队的重视。磁耦合谐振式无线能量传输技术在传输效率以及传输距离上有着其独有的优势,被广泛应用到植入式医疗设备领域。由于植入式医疗设备限制了接收线圈的尺寸,而线圈的尺寸又影响了系统的传输性能。因此,通过对线圈的合理设计来提高传输效率是目前亟待解决的问题之一。首先,本文分析了磁耦合无线能量传输技术的传输机理。利用等效电路理论对系统的电路拓扑结构进行数学模型的建立,得出影响系统传输特性的几个关键性参数:线圈的自感系数、线圈之间的互感系数、频率以及负载电阻等。分析了这些关键性参数对传输特性的影响情况。其次,本文提出了一种改进的互感系数的计算方法,使用有限元仿真软件对线圈之间的互感系数进行计算,并进一步搭建了互感系数测量实验平台。有限元计算结果、理论计算结果和实验测量结果保持一致。该方法可用于计算两个线圈在任意相对空间位置下的互感系数,并且适用于多种类型的线圈。最后,将经皮无线能量传输系统分为体外发射电路和体内接收电路两部分。发射端使用高效率E类功率放大器作为逆变电路;接收端整流滤波电路选择倍压整流电路。针对体内接收部分的尺寸限制,对谐振线圈的类型对传输效率的影响进行分析。结果表明,在匝数确定时发射线圈选择单层平面螺旋线圈,接收线圈选择双层平面螺旋线圈系统传输特性最优。实现了经皮条件下的无线能量传输。