随着物联网、可穿戴和便携式设备的发展,用电设备越来越多,传统有线供电方式越来越无法满足人们对品质生活的追求,而无线能量传输技术(WPT)因其较高的安全性和便捷性等优点而广受关注。在植入式医疗设备、水下环境以及矿井等特殊领域,无线供电技术的优势体现更加明显。最近几年来,广大科研工作者积极投身到无线供电相关技术的研究中,从人体检测胶囊到无线充电桩都有其身影。虽然,该技术早就被提出,但目前并未被大规模推广应用。究其原因是该系统充电速度、所能传输的距离、功率及效率还未达到大规模应用的要求,这也是该技术的瓶颈所在。以此为切入点,本文借助仿真工具并结合理论分析,针对普通中小功率家用电器,设计了基于磁耦合谐振理论的无线能量传输系统。并进行了相关实验验证和特性研究。主要从以下几个方面对该系统展开研究:(1)基于推挽式E类功率放大电路拓扑设计了高频电源,并采用了由氮化镓新材料制成的功率场效应管作为开关器件,该电源可在0.5MHz～1.5MHz频率范围内高效稳定工作。(2)借助于仿真软件强大的多场耦合能力,通过建模仿真获得了系统效率随谐振回路LC比值变化而变化的关系曲线。因而,确定了 LC比值的最佳范围。(3)在谐振线圈的设计上采用了 PCB线圈和铁氧体磁芯相结合的方案。并提出磁芯优化方案,使得最远传输距离达到了线圈半径的4.55倍。(4)搭建了磁耦合谐振式无线能量传输实验系统,对理论分析和仿真结果进行了实验验证。同时,对该系统的轴向和径向偏移特性、中继线圈位置特性、异物干扰特性等进行研究,总结出相应的系统传输特性。本文在高频电源和谐振线圈上的研究以及传输特性的总结有助于对磁耦合谐振式无线能量传输技术进行更深入探索。