基于磁场耦合的感应电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)技术近年成为电能传输领域的研究热点,因其独特的非接触传输特性,在水下充电等特殊场合发挥着越来越重要的作用。与传统导线传输不同,IPT往往受限于传输效率和功率等方面,在实际应用中无法达到理想的传输性能,且传统的LC串并联补偿拓扑对系统的性能提升有限。因此本文将以LCL补偿拓扑为基础,对IPT系统的传输特性进行研究。本文首先对IPT系统中的松耦合变压器进行建模和阻抗分析。对比传统的LC补偿拓扑的参数选择和工作特性,利用LCL补偿拓扑的交流阻抗模型设计了四种补偿方案,并从功率传输、电流放大以及软开关等方面进行详细分析,从而得到最大传输功率和效率的耦合点和负载条件。最终确定了LCL补偿拓扑的参数配置方案,以实现大功率输出下良好的电流放大和软开关效果。其次将有源阻抗匹配应用到IPT系统中,从而实现最大效率负载点的跟踪控制(Maximum Efficiency Point Tracking,MEPT)。对常用的DC/DC变换器的阻抗匹配范围进行分析,结合宽范围的电压调制要求,选择双管Buck-Boost电路作为匹配电路。并采用交错偏置调制以降低电感纹波,提高系统效率。采用扩展描述函数法对级联阻抗匹配电路后的IPT系统进行统一建模,并由此设计了变负载条件下双闭环恒压输出和MEPT实现的控制系统。在Matlab中搭建了IPT控制系统模型,仿真验证了MEPT与恒压输出的双路控制系统的正确性。最后搭建了1k W的IPT系统的硬件实验平台,并对其中的开关器件、松耦合变压器以及补偿电容等关键器件进行了设计和选型。同时设计了双路控制程序。并针对耦合机构的离合动作,提出并设计了一种待机切换模式以保证系统的安全运行。综合对比实验现象和仿真波形,验证了补偿拓扑设计的正确性以及双路控制系统的可行性和有效性。