磁感应耦合式无线电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)技术具有功率容量大、效率高、便捷、安全和可靠等优点,将该技术运用于无人战车以及无人武器平台,能够使系统摆脱电缆的束缚,实现平台的真正“无人化”。为此,针对该领域多功率等级无线充电技术的需求,分别设计了S-S补偿的3.2k W无线充电样机,以及双边LCC补偿的6.6k W无线充电样机。首先,分析和对比了基于传统四种基本补偿网络和双边LCC补偿网络的无线传能系统的恒流或恒压输出特性,并总结得出实现ZPA的条件以及补偿参数设计的思路。为了简化分析,首先分析了四种基本低阶谐振网络的恒流或恒压输出特性,进而得出了分析高阶谐振网络的恒流或恒压输出特性的方法;然后对松耦合线圈的互感等效模型和变压器等效模型进行了分析;最终基于这两种模型以及高阶谐振网络的分析方法,从恒流或恒压输出特性以及输入阻抗角特性的角度,分析和对比了基于这五种补偿网络的无线充电系统的特性,并得出了补偿参数设计思路,为后文的无线充电系统设计奠定理论基础。然后,针对中功率无线充电需求,论文基于S-S补偿设计了一款高效率3.2k W无线充电系统。为了使得系统能够实现恒流-恒压两段式充电,论文采用补偿漏感方式,将系统恒压输出点设计为输出电压增益最大点,并通过变频控制实现恒流输出。由于该设计方法下的输入阻抗角较大,致使无功环流较大,为此,提出了考虑谐振电流和谐振电压应力的松耦合线圈设计方法。进一步,设计了通过采用比较两种输出模式PI值来判定工作模式的控制策略,实现了恒流-恒压模式平滑切换。实验结果表明所设计的无线充电系统能够实现恒流8A输出以及恒压400V输出,最大输出功率为3.2k W,系统效率最高为95.52%。进一步,为了满足无人战车和无人武器平台对更大功率充电系统的需求,论文基于双边LCC补偿网络设计了一款6.6k W无线充电系统。不同于3.2k W无线充电系统的设计,论文在分析了影响无线充电系统效率的因素的基础上,提出了优化松耦合线圈的磁耦合结构方法;紧接着,基于双边LCC补偿网络,从约束谐振频率范围以及考虑谐振电压和电流应力的角度,提出了设计和优化松耦合线圈参数的方法,并总结出一个设计流程图;同时,构建了无线充电系统原理样机进行了实验验证。实验结果表明所设计的无线充电系统能够实现恒流16.5A输出以及恒压400V输出,最大输出功率为6.6k W,系统效率最高为94.59%。