感应耦合电能传输(Inductively Coupled Power Transfer,ICPT)技术主要基于电磁感应定律,以无直接电气接触的方式传输电能,具有安全便捷,灵活可靠等特点。近年来,大量科研工作者和工程师对ICPT技术进行了关注和研究。双向ICPT技术具有广泛的应用领域和良好的实用价值。例如,负载反馈电能给电网,有助于解决电网的功率爬坡问题,实现削峰填谷。再如,电动汽车通过再生制动反馈电能,有助于提高系统的效率。当电能通过无线的方式反向传输时,可以实现电机的四象限运行。另外,电能的双向无线流动也是构建无线电能组网的关键。已有的文献侧重于研究ICPT技术的主电路拓扑、补偿方式、功率调节、信号传输等领域,而对于电能双向传输的研究较少。且已有文献中设计的双向ICPT系统也侧重于功能的实现,没有考虑到系统本身的安全性、可靠性和简便性。本文主要研究电流源型双向ICPT系统,重点解决现有的双向ICPT系统在电路安全性、控制可靠性、实现复杂性等方面的问题。旨在提出更加安全,可靠,简单的电路拓扑和控制方式。本文的研究有助于双向ICPT技术在实际中的应用。为了提高系统的安全性,本文采用电流源型逆变结构,并提出在原边采用CLCS(Capacitor-Inductor-Capacitor-Series)拓扑,副边采用LCL(Inductor-Capacitor-Inductor)拓扑的整体补偿方案。此法可以保证驱动异常,副边空载,系统停机等情况下不会发生危险,且功率传输能力比已有文献更好。为了提高系统的可靠性,提出了在原边采用双向DC/DC电路控制能量发射线圈中的电流大小,在副边采用无桥稳压控制输出恒定的方案。无桥稳压主要通过触发副边可控整流桥的开关器件来实现输出控制,不仅没有增加额外的电路,而且充分地利用了系统已有的器件。在原、副边均增加控制则保证系统稳定可靠。为使双向ICPT系统简单,易实现,本文在原、副边独立控制。原边线圈电流、副边输出电压(或电流),这两个被控量分别反馈给各自的MCU,以实现控制。因此,该系统的控制不依赖无线信号环节,使系统易于实现,并且两个闭环使得控制更加精确。在以上理论分析的基础上,建立了系统的仿真模型和实验平台。仿真和实验的结果证明了本文所提方案的可行性和有效性。