电容式无线电能传输(Capacitive Power Transfer,CPT)技术作为一种新型的无线供能技术在现代得到了深入的研究。相比于磁感应式无线电能传输(Inductively Power Transfer,IPT)系统,CPT系统一般不会在周边导体中产生涡流损耗,效率更高;使用金属板作为耦合部分,结构简单且成本低廉。CPT系统利用金属板间耦合电容的高频交变电场传输能量。一般的有线供电方式常用于固定不动的电器设备,而运动的电器设备,有线供电方式在灵活性、安全性和可靠性上相比于无线电能传输较差。而CPT技术不仅能完成对移动的电器设备的供能,并且效率和功率也较高,未来在移动用电设备供能方面,具有更好的发展前景。本文首先阐述了运动物体电容式无线电能传输技术研究背景和国内外研究现状,以及国内外在运动物体电容式无线电能传输方向上的发展趋势。然后介绍系统的耦合机构部分,建立了CPT系统的电容耦合机构的模型,使用Comsol有限元仿真软件。研究了金属极板面积、距离和位置对耦合电容的影响,最终建立了相应的等效电路模型,基于此电路模型对CPT系统进行了仿真分析,以及对电路模型的实物实验验证。传统CPT系统使用的桥式逆变电路在频率较高下控制困难,因此本文通过比较各类高频发射变流器的优缺点,选择单开关DC-DC变流器为发射端变流器,对单开关CPT系统进行建模,分析系统的工作状态,推导不同工作模式下的电压电流公式,通过理论分析以及实验优化的方式得出了各部分元件的参数,进行了仿真分析以及实验验证;研究和分析了系统软开关和参数优化等工作。对于CPT系统,电路中引入了金属板耦合电容,为了对耦合电容进行补偿引入LC补偿网络。第四部分是CPT系统的LC补偿网络的特性研究。对LC补偿网络的建模,详细分析系统频率分裂现象和对称与非对称性。将上面耦合电容模型与LC补偿网络使用LTspice电路仿真软件进行仿真,得到LC补偿网络输入输出特性。以及对比各种整流网络的设计,选择性能较好的半波整流网络。结合上面耦合电容的研究,得到完整的基于LC补偿的单开关DC-DC变流器的CPT系统。最后,设计并制作出单开关DC-DC逆变电源,设计并制作运动物体,完成CPT实验平台的搭建,实现对运动物体的电容式无线供能。