近年来电子信息技术发展迅速,便捷且安全的充电方式成为当前研究的重点。无线能量传输技术将电能通过气隙传输给负载或电池,避免了传统电力传输插拔环节的磨损和导线的漏电触电等危险,更加安全和灵活。电磁感应式无线能量传输的传输功率大、系统效率高,适用于近距离无线充电,并已经逐渐应用于电动汽车、消费电子、工业家居等众多领域,具有可观的发展前景和十分重要的研究意义。本文基于电磁感应原理,进行拓扑分析与线圈设计,研制出一套无线能量传输系统,使其能够高效安全地为负载或电池进行无线充电。本文首先分析了无线能量传输系统的互感和漏感模型并对电路进行简化,确定无线能量传输系统的组成部分与各个环节对系统传输效率的影响,明确各个关键参数对系统的作用。接着分析了四种传统补偿结构的特点与不足,对补偿电容的设计与传输功率效率进行对比,提出性能更优的双边LCC补偿结构,通过matlab分析输出电流和电压随耦合系数与负载的变化情况。接着设计了适用于高频率、大功率条件下耦合线圈的材料与缠绕方式,通过maxwell分析线圈磁场分布情况,分析对线圈互感和自感变化的影响因素,选择性能良好的屏蔽材料对磁场进行定向约束。然后设计了无线能量传输系统的工作流程使系统能够安全正常工作,实现了系统实时监测与先恒流再恒压的调频控制。最后,根据理论分析进行参数设计与simulink模型的建立,通过电路仿真得到无线能量传输系统恒流和恒压频率。当系统输入电压为20V时,在谐振点82k Hz处的最大输出功率为27.62W,传输效率达到70.11%。搭建实验平台,验证了不同纵向距离和横向错位距离时线圈互感值的变化趋势,其实验结果与理论分析趋势一致。通过改变负载阻值大小与恒流恒压频率,在原副边线圈距离6cm处模拟了电池充电过程中先恒流再恒压的控制方式。