随着生物医学工程、计算机技术、通信技术的快速发展,植入式神经接口（Neural Interface）器件在医疗健康领域扮演着越来越重要的角色,它可以获取大脑信息,帮助运动障碍病人进行康复训练;也能够向大脑传递输送信息,帮助感觉障碍的患者恢复人体的感官功能;另外,还能够与大脑进行双向的信息交流,具有广泛的应用前景。植入式器件中常用的供电方式是锂电池供电,当电池的能量耗尽时需要外科手术进行更替。患者不仅要承受身体上的痛苦,也要承担额外的经济成本。无线供电方式为解决植入式器件的这些问题提供了新思路。本文围绕神经接口应用的供电,以提高无线电能传输效率为目标进行研究。主要内容有:首先,从二线圈与多线圈结构的无线电能传输系统出发,建立电路模型,推导出传输效率表达式,并根据效率表达式进行频率、互感、传输距离等特性方面的分析。然后利用多线圈接力形式的系统特性推导出三线圈结构的传输效率公式,为后文的论述提供了理论基础。接着,分析和研究了接力形式的三线圈系统的频率特性,对该接力系统下效率的频率分裂现象做出了解释,给出了产生分裂现象的临界条件判别式和分裂频率的解析解。判别式和分裂频率解析解的给出可以使无线传输系统通过调整工作频率、系统的线圈结构参数等,避免频率分裂导致线圈在谐振点处传输效率降低。之后,研究了三线圈传输系统在共轴状态下,中继线圈摆放在何处会获得最高传输效率的问题。通过简化公式、理论分析求出在特定总传输距离的情况下,中继线圈的最佳位置公式,为后续在面向植入式神经接口应用的三线圈无线电能传输系统设计中,中继线圈最佳位置的确定提供了设计指导,以此保证整个系统的传输效率。最后,本文以毫米级尺寸植入式神经接口应用的实际情况为背景,提出一种接力形式的三线圈无线供电系统的设计流程。先根据大脑的实际情况确定发射线圈至接收线圈的总传输距离,即接收线圈的植入深度。之后利用中继线圈的最佳位置公式、传输效率公式等依次对接收端、接力端、发送端进行设计优化,并进行了仿真和实验验证。结果显示,在微型接收端仅有1 mm直径的植入式情况下,系统仍能够获得1.04%传输效率,相比现有研究成果中0.56%的传输效率得到了有效提升。本文的研究给微型植入式神经接口应用的供电系统设计提供了有益参考。