随着人们对便捷充电方式的需求,无线电能传输方式获得了越来越多的关注。磁耦合谐振式无线电能传输方式以其传输距离远,传输功率高等优点,得到了广泛的应用研究。但是该方式容易受到系统参数变化的影响,输入电压、负载、距离的变化都会使传输性能发生改变,降低充电的可靠性,而在实际应用场合下,系统参数的变化又是不可避免的。同时,磁耦合谐振的传能方式需要搭载高频的逆变电路,其性能的优劣直接影响了系统的输出性能。本文通过对复合谐振补偿拓扑和系统控制策略的研究,实现了系统的恒压输出特性,并对E类功率放大电路进行了仿真设计,实现了高效高频逆变的功能。主要研究工作如下:分析了无线电能传输系统的典型拓扑结构,并通过耦合模理论和电路理论对串联-串联拓扑进行了研究,阐述了其输出电压、输出功率和传输效率对系统参数变化较为敏感的弊端。由此,引入了LCL-S复合拓扑,对拓扑结构进行了分析,并对参数进行了设计。搭建了Simulink仿真模型,对拓扑本身的频率特性、距离特性和负载特性进行了研究,验证了该拓扑原边具有恒流输出特性,副边输出电压具有负载无关性。利用ADS软件对频率为85k Hz的E类功率放大电路进行了仿真设计,研究了电路的工作原理和参数设计方法,通过仿真结果验证了设计的可行性。接着,利用ANSYS软件对能量耦合线圈进行了参数的优化设计,应用控制变量方法确定参数的取值范围和参数的最优取值。然后,对整流滤波电路和直流变换电路进行了分析。通过对无线电能传输系统控制位置、控制方法的比较分析,提出了原边LCL拓扑与副边Buck变换电路结合的恒压控制策略。原边电路利用了LCL拓扑的恒流特性,副边通过PI反馈控制调节Buck电路的占空比,不仅实现了系统输出电压的恒定,而且简化了控制设计。通过Simulink仿真对比分析开环模型和闭环模型,证明了所提出的控制策略在直流输入、互感、负载改变的情况下,可以维持输出电压稳定在设定值。搭建了一个小功率的磁耦合谐振式无线电能传输的实验平台,对拓扑特性、E类功率放大电路、恒压控制策略进行了实验验证。实验结果表明,所设计的E类功率放大电路能完成高频逆变工作,所提出恒压控制方法可以在一定参数变化范围内实现恒压控制。