磁耦合无线电能传输(Magnetic Coupled Wireless Power Transfer,MC-WPT)技术以磁场作为电能传输媒介,实现电能从电源端到负载端的无线传输。相较于传统的供电方式,其具有安全、灵活、可靠、易维护等优势,越来越受到专家学者的重视。在实际应用中,无线供电区域可能会掉入金属或者生物体等异物。金属在磁场中会产生涡流,迅速发热造成潜在危害,并且会改变系统相关参数,影响系统正常工作;生物体在磁场中会受到辐射影响,可能会引起组织受损。因此,需要对供电区域进行金属及生物体检测,以确保系统安全可靠运行。此外,为了提高电能传输性能,增强系统鲁棒性,在电能传输的同时还需要在发射端与接收端进行信息交互以实现闭环控制。目前许多学者已经围绕MC-WPT系统的异物检测技术以及电能与信号并行传输技术展开研究并提出一些解决方案,但普遍都需要分别增加异物检测装置和信号传输装置来实现。本文提出了一种基于部分共享线圈的异物检测与信号传输装置,将异物检测与信号传输相融合,在保证系统安全稳定运行的同时,缩减系统成本和体积,促进MC-WPT技术的工程应用推广。本文基于MC-WPT系统,旨在寻求一种既能完成异物检测,又能实现信号传输的装置及方法。在不影响电能传输的前提下,以降低能量与信号的串扰、信号之间的串扰以及优化系统结构为目标展开研究工作。文中分析了几种常见的异物检测方法及能量与信号并行传输方法的优缺点,最终根据实际项目需求,确定了系统整体方案。选择增加一对耦合线圈的方式来实现异物检测与信号传输,采用部分异物检测线圈作为一个信号耦合线圈,进而构成回路相对独立的异物检测与信号传输拓扑,并完成了相应电路的设计。根据确定的系统拓扑以及设计的电路,分别建立了异物检测回路、信号传输通道以及各个干扰通道的数学模型,给出异物检测与信号载波衰减及各类串扰的数学表达式。结合电能串扰以及异物检测特性等约束条件,给出了系统关键参数设计方法并完成了异物检测的程序设计。最后依据所建立的数学模型,利用MATLAB进行了频域仿真分析,并采用Multisim软件对系统电路进行了仿真验证。仿真结果表明各干扰链路的串扰都能降到要求范围内,并且设计的电路也能达到异物检测及信号传输的要求。搭建了系统实验装置进行实验,实验中该装置在电能传输的同时,实现了对耦合线圈之间的生物体及金属的检测和最大波特率为82kbps的信号稳定传输。