体内微机电系统近年来发展迅速,是医学研究与应用的重要领域。目前大多数微机电系统用微型电池供能,存在供能时间短和安全性不足等问题。而无线能量传输技术具有长效、安全、稳定等优点,是解决体内微机电系统供能的有效途径之一。目前本课题组搭建的无线能量传输系统所用的电源发生器由信号源和功耗仪组成,这些仪器体积大成本高且非常沉重不便于挪动,且系统发生失谐时,由于该电源发生器不具备实时跟踪系统谐振频率的功能,导致能量传输效率大大降低,影响能量传输的稳定性。针对以上问题,本论文在国内外无线能量传输技术已有的研究基础上,开展对无线能量传输系统电源发生器的小型化研究设计,搭建一个便携式、成本低、性能稳定的电源发生器。本论文主要完成以下的工作：1.介绍了无线能量传输系统的基本原理和结构。通过对几种回路补偿模型的分析,并结合系统的实际工作情况,得出最佳的补偿方式。分析了三维无线能量传输结构模型,对其进行了数学建模,得出了系统的能量传输效率表达式。2.设计了开环式无线能量传输系统的电源发生器。依次对系统的输入电源模块、逆变控制电路、逆变主电路、耦合变压器和次级接收电路进行了设计描述。并且搭建了电源发生器实物电路,对其相关性能进行了实验研究,实验表明该电路能够满足胶囊内窥镜工作的供能需要。3.对三维无线能量传输系统在工作过程中由于受环境和线圈自身参数变化的影响而出现的失谐现象进行了研究,分析了失谐现象产生的机理,通过推导的能量传输效率表达式得出各种失谐情况下能量传输效率的变化情况,并进行了实验验证。结论是初级线圈的频率失谐对系统能量传输效率的影响最大,进而提出了针对初级线圈设计频率跟踪电路的方法,以保证系统工作在相对较高的能量传输效率状态下。4.对频率跟踪电路进行了研究,分析了已有的频率跟踪方案,在此基础上提出了基于单片机控制的频率跟踪方案。依次介绍了跟踪电路的设计,包括采样、整形、相位检测和单片机控制策略等。搭建实验电路分析了频率跟踪电路的效果。实验表明,本论文的频率跟踪电路能较好的解决失谐带来的能量传输不稳定的现象。