磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输距离远、传输效率高等优点,适合用于植入式医疗设备的长期电能供给。然而,当传输距离和负载变化时,植入式无线电能传输系统的输出电压产生波动,不利于植入式医疗设备的正常工作。因此,需要研究植入式无线电能传输系统的输出电压稳定措施。由于植入空间有限,接收侧电路应尽量简化,针对该问题,本文研究植入式无线电能传输系统在发射侧对输出电压进行估计和控制的方法。本文的主要工作包括:首先,根据磁耦合谐振式无线电能传输系统的等效电路模型推导了四种传统谐振补偿拓扑下的传输效率和电压增益的表达式,针对植入式无线电能传输系统中互感和负载变化的情况,对比四种传统谐振拓扑的传输性能。相比之下,SP型谐振拓扑有较高的传输效率和电压增益,因此,确定SP型谐振拓扑适合应用于植入式医疗设备的电能供给;对于互感和负载易变化的情况,选择负载适应性强的D类功率放大器作为植入式无线电能传输系统的高频逆变电源。其次,针对SP型植入式无线电能传输系统,提出了一种基于发射侧检测的输出电压估计及控制方法。该方法在发射侧根据反射阻抗识别互感和负载并估算输出电压,基于所估计的输出电压,通过调节无线电能传输系统的输入电压保证当互感和负载变化时系统输出电压稳定,实现只在发射侧检测电压电流就能对系统输出电压进行控制。然后,针对上述方法中输出电压估计过程复杂,估计过程中的误差易导致估计结果偏离实际输出电压的问题,在接收侧使用LCL谐振拓扑以改善植入式无线电能传输系统的拓扑结构,分析了S/LCL型无线电能传输系统的传输特性并确定谐振电感的参数,使系统在负载和互感的变动范围内能保持较高的传输效率;给出S/LCL型谐振拓扑下的输出电压估计算法,相比于SP型拓扑,简化输出电压估计的过程,提高了估计的准确度。最后,搭建了6.78MHz的植入式无线电能传输系统实验装置,对S/LCL型谐振拓扑的输出电压估计方法进行实验验证,实验结果说明该方法估计的输出电压准确性高。