与有线电能传输相比,无线电能传输具有安全、便捷和美观等优点。本文以磁耦合谐振式无线电能传输技术为基础,对无线传输系统的补偿拓扑,线圈的形状、尺寸及加入不同铁氧体进行了详细研究,并提出了一种移相恒压控制策略,使系统在半载和满载时都可以实现恒压输出,并对其进行了仿真分析和实验验证。首先,采用耦合模理论和电路理论对系统进行理论分析,通过MATLAB软件分别分析了在负载或耦合系数变化时,串串型、串并型、并串型和并并型这四种补偿拓扑的电压增益和输入阻抗相位角随开关频率的变化情况,选择了串串型补偿拓扑和最佳开关频率,使开关管实现了软开关操作,同时从设计层面上避免了频率分岔现象。其次,通过ANSYS Maxwell软件对线圈进行设计与优化,优化内容包括线圈的形状和尺寸,选择了原副边内外半径相同且内外半径较大的圆形线圈为最佳线圈,在线圈上加入不同铁氧体能够屏蔽泄露的磁场,还能够提高耦合系数。再次,根据整个系统的总体设计要求,对主电路元器件进行了选型,给出了具体设计步骤;同时对移相控制策略的几种工作模态进行了详细分析,并介绍了无线通信的具体工作方式。最后,借助MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,对主电路参数和移相控制策略进行初步仿真验证,证明了该控制策略的有效性。在理论分析和仿真验证的基础上,进一步对系统进行软硬件设计,并搭建了实验平台进行实验验证。仿真和实验结果均表明,整个系统在半载和满载时均可实现恒压输出,同时移相控制策略均能满足系统的软开关要求,提高了系统的传输效率。