无线电力传输技术已有很长的发展历史,可追溯到特斯拉对远距离无线电力传输的愿景。现今,无线电能传输逐渐进入人们的视线中。无线电能传输技术实现方式可分为磁耦合式、电场耦合式以及微波传输等,这几种方式都有自身的优势,根据其特点应用于不同的场合。为了从多个角度理解无线电能传输机理,研究者们通过多种方式对无线电能传输系统建立模型,其中包括互感电路模型、二端口网络等效模型和耦合模模型。宇称时间对称原理被发现于量子力学中,对于研究非厄米哈密顿系统有重要的意义,而且对光学耦合腔中一系列问题提供了解决方法。由于无线电力传输中的电、磁耦合腔类似于光学中的耦合腔,因此本文将宇称时间对称原理运用于无线电力传输中,提出了一种基于接收端等效负电阻宇称时间对称无线充电电源。针对市场需求,本文设计了一套40W的恒定功率充电装置,可为中小型无线充电设备如扫地机器人、小型无人机充电。本文主要内容如下:首先综述了无线电能传输技术的研究背景、工程应用价值、以及国内外研究进程,指出宇称时间对称与无线电能传输技术之间的联系,以及前人所做的探究,并阐述了本文的研究意义。然后对耦合模模型理论做了阐述,结合无线电能传输系统中常用拓扑,应用耦合模模型理论分析了无线电能传输的原理,指出了其系统能量分布特点以及频率特性。之后解释了电学中的宇称时间对称现象,给出本文提出的宇称时间对称耦合模模型,并对其电路模型进行设计和分析。接着本文针对负载充电过程中电阻值发生变化导致输出功率改变的情况,在耦合腔后端加入DC-DC数字调压装置实现锂电池恒定功率充电。随后本文对耦合线圈进行选型和设计。最后运用PSIM仿真平台对本文设计的宇称时间对称无线充电电源进行仿真验证。接着在完成理论分析和仿真验证的基础上,进行软硬件设计和相应的参数设计,成功搭建40W无线充电电源样机。样机检测实验结果表明此装置具有宇称时间对称原理耦合腔所展现出的优点:控制响应速度快、接收端位置不敏感,可在一定范围内实现耦合腔的恒定功率、恒电压传输的优点。而且没有出现非对称区域内的功率上升现象;并且提高了恒定功率传输的范围;同时实现了逆变器MOS管的零电压导通,减小了开关损耗;也提高了充电时负载变化情况下系统的稳定性。