磁共振式无线电能传输是无线充电领域中的一个重要研究方向,能够在中等传输距离的条件下,实现能量的高效传输,系统输出功率可高达几千瓦,并且两耦合线圈在对准程度上有着较高的容忍度。利用磁共振式无线电能传输的工作原理及应用特点,针对无人机等电子设备,研制了一台输出功率约为500W,传输效率高达84%,次级谐振回路仅250g且水平偏移距离可达30cm的无线电能传输系统样机。本文阐述了无线电能传输系统的基本组成单元,随之研究基本谐振单元的电气参数,分析储能器件上的电压电流关系,推导出电能与磁能的转换过程。然后利用二端口等效网络分析法从整体上分析系统的输出特性。并建立基于互感耦合理论的模型,对四种常见的谐振补偿网络进行参数推导,计算出输出功率等参数的表达式,为系统参数的确定奠定了理论基础。利用有限元ANSYS仿真软件,对平面螺旋圆结构线圈进行建模仿真,得出磁共振式系统传输能量的云图。根据单匝线圈建模分析所推导出的自感、互感等参数,计算出系统传输距离、线圈半径与传输效率之间的解析解。分析了采用空心紫铜管、多股利兹线以及PCB板载导线绕制线圈的优缺点,并确定补偿电容的数值。利用Math CAD绘制出线圈参数与输出功率的关系曲线。能量传输系统主要是由浪涌防护电路、全桥逆变电路、EMI电路、PFC电路等电路组成,对各级电路进行理论分析,提供了主要器件的选型、设计方法,如电感的绕制。简单地阐述常见逆变电路的特点,结合系统设计要求,最终选择全桥逆变电路,为降低该功能电路的开关损耗,故引入了软开关技术。然后使用MATLAB对系统进行建模分析,利用示波器输出相关波形与第四章的理论分析完全一致。最后对系统的输出特性以及抗偏移能力进行了测试,实验结果表明该样机能够高效率传输且具备较强的抗偏移能力。