目前无线电能传输技术(Wireless Power Transfer,WPT)的实现方式主要有感应式、谐振式、电场耦合、微波式、激光式、超声波等。相对于其他方式,谐振式无线电能传输技术有着对人体安全、传输距离适中、对位置变化不敏感、使用灵活等优点,在植入式医疗、电动汽车、便携式移动设备等领域引起了广泛关注与研究。但是该技术在实际应用中仍存在以下关键问题:谐振频率较高时逆变电源效率不够高、轻载时损耗较大、可靠性和稳定性差等。为了解决上述问题,提高整体效率和稳定性,本文从谐振式无线电能传输系统的原理、高频逆变电源的特性、以及系统的控制策略三方面开展研究。首先,本文从谐振式无线电能传输系统的原理出发,对无线电能传输的四种基本调谐方式进行了对比,总结出各自的特点和在实际电路中对谐振的利与弊,然后对串联-串联式调谐方法进行等效电路建模,分析频率对系统效率的影响、效率与功率的关系。其次,对用于谐振式无线电能传输系统的E类逆变器的工作方式进行了分析,在暂态方面通过复频域拉普拉斯方程求解出其时域解,揭示系统中电压、电流波形所包括的频率成份;在稳态方面给出E类逆变器的最佳工作状态参数。分别分析了负载阻抗角、MOSFET两端并联的电容值、频率、负载大小、占空比等参数对E类逆变器运行特性的影响趋势,揭示E类逆变器对负载网络和MOSFET工作方式的敏感性。再次,针对轻载时系统损耗很高、线圈距离的变化导致等效负载阻抗改变从而容易引起E类逆变器的硬开关两个关键问题,同时为了实现负载端的过压、过流保护,提出了基于蓝牙的控制策略,设计了近距离保护模式和轻载的打嗝模式。最后,设计了基于蓝牙控制的额定功率为100W、传输距离为30厘米的无线输电装置,实现了MOSFET的软开关,从而使高频电源高效率运行。在选用普通直流电源的情况下,整个装置从市电输入到稳定直流电压输出的效率仍可达64.7%。验证了蓝牙控制对大幅度降低轻载损耗、实现近距离保护和过压过流保护的有效性,提高了装置的可靠性和稳定性。然后分别在负载功率、横向距离、纵向距离等参数变化时测试了整个装置,分析了实验结果的趋势和原因,也证实了该装置在多种条件下的可靠运行。本文在对原理分析、控制设计和装置研制的基础进行总结,分析本文解决的关键问题及待完成的工作,为进一步的研究指明方向。