随着高频高效率的功率半导体器件的飞速发展,无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）的效率得到巨大的提升,实用性不断增强。相比于传统导线传输,WPT技术具有安全性和便捷性的优势,已经在众多领域得到了应用。然而,线圈偏移对于传统WPT系统的性能有着巨大的负面影响,同时负载变化对系统输出功率的稳定也是一个挑战。针对此问题,本文提出了变补偿电容WPT系统,让发射侧补偿参数跟随耦合系数或者负载的变化进行调整,以获得期望的恒功率输出或者恒压恒流输出特性。本文的主要研究内容如下:首先分析了传统定补偿电容的SS型WPT系统,研究了一种仅使用原边参数对耦合系数进行计算的方法。并提出了基于电容矩阵的抗偏移SS型WPT系统,该系统使用K均值聚类算法进行参数设计以降低输出功率波动率。实验结果表明:在耦合系数的变化率约为300%的情况下,输出功率的最大波动率保持在7%以内。然后提出了一种无需无线通信的基于开关控制电容的SS型WPT系统,详细分析了开关控制电容的工作原理。同时研究了仅需采样发射侧电流有效值的恒功率控制策略和零电压开关的运行条件。理论和实验表明耦合系数在0.17-0.35且负载在5-20Ω区间变化时,系统可以实现恒功率输出。接着在WPT系统中加入无线通信设备,提出了一种具有恒流恒压特性的SS型WPT系统,并研究了耦合系数和负载变化时实现恒流或恒压输出的控制策略。同时将开关控制电容应用到SP/S型WPT系统中,推导了恒流输出的参数设计方法并在线圈偏移时实时调节补偿电容参数,使系统具有强抗偏移能力。最后搭建了125W的WPT系统实验平台,对所提出的方法进行实验验证。介绍了实验平台的主要电路设计,测试了基于电容矩阵的WPT系统的抗偏移能力和传输效率,验证了基于开关控制电容的WPT系统在耦合系数和负载同时变化时,拥有稳定的输出功率或者恒定的输出电压和输出电流。