近年来,无线电能传输技术的出现,有效地解决了各种用电设备之间不同规格线缆的束缚,并且使得用电方式更加灵活与安全,因此获得了各界广泛的关注。伴随着相关技术的成熟,无线电能传输技术已经在很多的场景中得到了应用。其中感应耦合式无线电能传输技术（Inductively Coupled Power Transfer,ICPT）应用最为广泛和成熟。在无线电能发送端系统中,采用通用的微控制单元（Microcontroller Unit,MCU）的方案即可实现无线电能发送功能。然而采用通用MCU方案,需要增加较多外围电路,因此增加了生产测试的复杂程度,不利于保证产品的一致性,并且使得产品开发周期较长。本文采用了系统级芯片（System-on-a-Chip,SOC）方式设计了一款发送端主控电路,极大的将外围电路集成到芯片内部,使得外面电路简洁,增加产品可靠性,降低产品开发周期和难度。在无线电能接收端系统中,为了使得接收端可以应用于更小、集成度更高的终端产品上,接收端电路中集成了功率部分的同步整流电路、输出控制电路以及其他的控制电路。同时对整流电路以及输出电路等进行了优化设计,提高了整体效率。在研究和设计过程中,本人主要进行了以下工作:1)设计了一款符合Qi规范的无线电能发送端电路。在Tx控制芯片内集成了数字解调解码电路、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）输出模块、高精度振荡器（Oscillator,OSC）、轨到轨运算放大器、电流检测放大器、12位高精度逐次逼近模数转换器（Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter,SAR-ADC）等。对不同模块的电路进行了一定的优化设计,确保其性能满足Tx主控芯片的要求。2)对无线电能发送端进行了系统整体设计及测试。设计了发送端系统的硬件及软件,并且设计了Q值检测及异物检测（Foreign object dected,FOD）功能。对于Q值检测,提出了一种计算自由振荡正负周期数的方法,通过比较器将振荡信号转换为周期信号,然后通过Tx主控芯片的IO口进行计数即可。最后对系统进行了测试分析,所设计的Tx芯片及系统具有较好的性能并且符合Qi规范要求,采用IDT公司（Integrated DNA Technologies,IDT）的接收端对Tx进行测试,12V输出时系统效率最高可达88%。Q值检测具有较高的灵敏度,FOD测试也符合Qi规范需求。3)设计了一款符合Qi规范的无线电能接收端电路,完成了芯片的流片测试。其中设计了接收端的各关键电路模块,如同步整流模块、输出控制电路模块、系统电源产生电路、电压比较器、驱动电路等。其中在同步整流电路中,为了提高整流效率及性能,提出了一种采用数字脉冲控制整流有效宽度的方法,以补偿电路如比较器、逻辑电路及驱动电路引起的关断延迟,以实现同步整流MOS管的提前关断作用,防止出现反向漏电流。从系统测试波形结果看,所设计的数字脉冲宽度控制方法可以有效地实现整流MOS管的提前关断功能;从效率测试结果看,输出电压为5V时,具有提前关断功能的最高效率比无提前关断功能的最高效率大8%,5V、9V和12V输出时最高的系统效率分别为82%、83.8%,和88%。4)在接收端电路中的输出控制策略部分,为了使得接收端的输出可以直接对电池进行充电,设计了一个多模式的电池充电管理电路。通过控制不同的反馈环路起作用,就可以实现恒流、恒压输出及其它保护功能,这样既可以实现恒压输出,也可以直接对电池进行充电。在对电池进行充电时,为了提高整体效率,提出了一种自适应的整流电压控制方法。在系统测试中,采用超级电容模拟电池进行充电测试,测试波形显示所设计的电路满足电池充电管理要求,在恒流充电到4V时,系统效率最高达到了78.3%。