无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术在智能手机、扫地机器人、平板电脑等设备中具有广泛的应用前景。开展无线电能传输技术相关研究具有重要的意义和实用价值。磁耦合谐振式无线电能传输方式相较其他形式的无线电能传输,具有适中的传输距离、较大的传输功率以及良好的鲁棒性等优点。依然存在着如线圈参数优化、电磁屏蔽和负载变化导致的输出电压失稳等一些亟待解决的关键技术问题。针对上述问题,本文进行了深入研究,主要研究内容如下:一、利用等效电路理论与耦合模理论建立了串联-串联型磁耦合谐振式无线电能传输系统的数学模型,通过引入品质因数和耦合系数,证明了两种模型之间可以相互转换;并根据等效电路模型验证分析了系统传输特性与负载电阻、耦合系数的关系。二、提出一种从负载电阻及耦合系数角度优化线圈参数的方法,进行系统参数计算和特性分析;对比分析加入平板磁芯与磁屏蔽板的方式对线圈进行静态磁场仿真,分析了线圈的磁感应强度与磁感线疏密程度。在涡流场仿真中,分析了线圈的互感及耦合系数随线圈距离的变化关系。三、提出了一种基于移相控制的恒压控制策略,通过控制逆变器驱动信号相位来控制接收端输出电压,实现对用电设备负载电压的控制。仿真结果表明,恒压控制的闭环系统可以在设定好输出电压值的情况下,使负载两端电压在负载电阻变化时,仍然可以保持稳定输出,实现了充电系统输出的稳定性,证明了所提出的基于移相控制的恒压控制策略的可行性。四、搭建基于串联谐振拓扑结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统实验样机,并对硬件系统的主要电路选型及设计过程进行了详细分析;实验结果表明,样机可以实现无线电能传输,并在85k Hz谐振频率、输入电压15V与传输距离3cm情况下,进行了三组不同阻值负载的移相恒压输出电压实验,结果与仿真一致,证明了移相恒压控制方法的有效性。本文所提出的基于移相控制的恒压控制策略能够实现对串联谐振拓扑结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统的恒压控制。在直流输入电压一定的情形下,所设计的控制器具有良好的鲁棒性,通过调节逆变器驱动信号相位,实现了输出电压的恒定,避免了负载变化时输出电压失稳。研究成果对无线电能传输技术的理论分析、仿真建模、实验样机搭建具有一定参考价值。