自第二次工业革命—电气时代的到来,各种用电设备都直接用物理导线供电,电能的利用已经与人们的日常生活紧密相连,用导线供电容易产生线路火花、导线老化、导线尖端放电等问题,而无线电能传输方式正好能解决传统供电方式带来的弊端。本文基于锂电池进行磁共振式无线电能传输系统的研究与设计,针对系统补偿结构的输出特性、系统工作模式、系统参数敏感性、系统搭建及控制进行研究与分析,具有重要的研究与实用价值。文中首先介绍了磁共振式无线电能传输技术原理及系统的主要组成,以锂电池为假想负载,分析了其在充电过程中由于内部化学反应造成的电池内阻变化,须对其进行恒压充电,分析并总结了四种传统二阶补偿结构的输出特点,提出了LCC-S型补偿结构,分析了其具有恒压输出的特点。然后分析该系统补偿结构的工作模式且分析了各个模式下补偿元件的应力特性,对系统工作频率、谐振电容、负载电阻等参数值改变时,对系统传输性能的影响进行了分析与研究,对系统关键的硬件电路如高频逆变电路、光耦隔离电路、调谐控制电路、整流电路等进行了电路拓扑结构的设计以及元件参数的选型,分析了谐振线圈自身的物理特性参数与线圈位移改变对空间电磁场的影响,采用调谐控制方法减弱补偿元件参数改变对系统传输性能造成的影响,对常见的调谐控制策略进行了分析,提出用发射端谐振电路中电压与电流的相位差参与的比例积分控制,对该控制策略进行了详细的叙述且对系统软件设计的思路进行了分析。最后根据前面的设计思路实际了搭建磁共振式无线电能传输平台,在该实验平台上综合验证了系统传输性能且对系统工作频率、传输距离、负载电阻三者参数改变时,实际对系统传输性能的影响进行了验证,通过对比仿真数据结果与实测数据结果,表明LCC-S型补偿结构的无线电能传输系统具有多工作模式且具备恒压输出的特点,证明了理论分析的正确性与该实验平台的可行性。