无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术摆脱了电缆对用电设备的束缚,具有安全、方便、灵活等诸多优点。在电动汽车、消费电子、植入医疗设备等领域有广泛的运用前景。本文围绕磁感应式无线电能传输系统的拓扑结构和控制进行研究。首先结合大量的国内外文献资料,对当前无线电能传输技术的研究与应用现状进行综述。然后基于反射阻抗理论对磁感应式无线电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)系统的能量传输特性进行分析。针对传输功率难以随耦合系数的增加同步增长的问题,引入开关型无线电能传输系统的概念,把谐振网络作为中间储能环节,实现负载和接收线圈的解耦,解决“功效矛盾”。然后分别基于耦合模理论和电路理论对开关型IPT系统的能量传输特性进行分析,提出一种基于反激变换器的开关型IPT系统拓扑结构,分析了电路的工作模态,并设计实验样机进行验证。在开关工作模式下,能量的传输具有负载无关性,功率和效率可随着耦合系数的增加同步增长。为降低感应式无线电能传输系统的开关频率,本文紧接着提出一种脉冲能量注入式无线电能传输系统拓扑结构,对拓扑在主电感电流断续和连续两种工作方式下的控制策略进行分析,并通过实验进行验证。由于采用能量注入-自由谐振的工作模式,系统的开关频率远低于谐振频率,可有效降低开关损耗,改善能量传输效率,使得低频开关管可以运用于高频IPT系统中。当无线电能传输系统采用市电输入时,需先将市电整流,然后通过逆变产生高频电流。中间直流环节造成系统的体积、成本、可靠性等方面的问题,不控整流还会对电网产生谐波污染。为解决这些问题,本文提出一种AC-AC型能量注入式无线电能传输系统拓扑结构,将高频逆变和功率因数矫正(Power Factor Correction,PFC)结合在一起,采用能量注入变换器将市电输入直接转换为发射端高频谐振电流,不存在中间直流环节,而且还实现了单位功率因数运行,有效降低对电网的谐波污染,实验结果验证了拓扑的可行性。