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无线电能传输作为近几年迅速发展的一种电能传输方式受到了各国学者的广泛研究,它可以在非接触的情况下实现电能从电源到负载的传输,这一特性可以打破传统的有线电能传输存在的一些局限。其中,磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetically-coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT)在传输过程中受外界环境影响较小,因而成为无线电能传输中最具研究价值的一种无线传输方式。高频电源作为无线电能传输系统的重要组成部件,对整个系统起着决定性作用。目前,MCR-WPT系统的前级高频电源的选择方案主要有两种:一种是频率一般在两百kHz以内、功率为千瓦级的逆变电路;另一种是频率可达MHz、功率为几瓦或几十瓦左右的功率放大器。但是对如何提高工作在MHz的MCR-WPT系统的输出功率研究甚少,本文针对这一问题所做的主要研究工作如下:(1)基于互感理论对MCR-WPT系统进行了整体的数学分析,研究了MCR-WPT系统的电路模型以及电能传输的特点和性能。通过基尔霍夫定律对电路中的电压电流进行计算并最终推导出系统的传输效率与电源频率之间的关系。(2)在软开关的工作条件下设计了基本E类功率放大器的工作参数,在此基础上针对基本E类功率放大器在负载电阻变化时出现的不匹配状态对基本E类功率放大器进行了优化,优化后的E类功率放大器在负载变化时可以维持稳定的输出电压,而且还降低了负载不匹配导致的开关器件上较大的尖峰电压和尖峰电流。(3)结合高频场合下基本E类功率放大器的特点,提出了三相E类功放和反相并联双E类功放的电源结构,仿真结果表明所提出的电路结构不仅具有基本E类功率放大器的高频特性,而且在输出功率上明显高于基本E类功率放大器。(4)分别将E类功放、三相E类功放和反相并联双E类功放作为MCR-WPT系统的高频电源,采用PSpice软件对整个MCR-WPT系统进行了仿真,以仿真结果作为理论参考,并以优化后E类功放为例,搭建了磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验样机,通过实验结果验证了本文所研究内容的可行性。