无线电能传输是一种无需导线直接连接即可进行能量补给的新兴技术。在消费电子领域,当前国际各个无线电能传输联盟所规定的标准频带互不相同,导致一款无线充电设备无法为多种分属不同标准频带的负载设备进行供电,因此用户群体在选择无线充电产品时受到了兼容性的限制。为了实现一个无线充电设备兼容多种用电负载的目标,需要构建具有多个频率传输通道的无线电能传输系统,即多通道无线电能传输系统。本文工作主要分为以下三个方面:首先,分析了基于“单原边电路+单发射线圈”的多通道无线电能传输系统拓扑结构,根据电路叠加原理推导得出该系统的等效电路模型,并利用电路模型计算出系统传输效率和输出功率。为满足不同负载在实际工况下的不同功率需求,研究了功率分频控制理论的实现条件。其次,为了在单个原边电路中实现多频率谐振,以同时减小多个传输频率通道中的无功功率,从而提升系统传输效率,本文设计了多频谐振补偿网络。与传统补偿网络相比,本文所提补偿网络通过LC并联网络和LC串联网络的组合,能够有效的在单个原边电路中产生两个以上的谐振频率点,实现了同时减小各个传输频率通道无功功率的目标,从而构建了多个理想的传输通道。然后通过仿真研究了负载阻值对系统传输效果的影响,给出了基于多频谐振补偿网络的系统最佳负载阻值范围。最后,搭建了硬件实验平台,设计了基于单个全桥逆变器的双频电源输入方案,并验证了多频谐振补偿网络特性和功率分频控制理论的有效性。最终为兼容不同标准频带的多通道无线电能传输提供了新的解决方案,降低了系统复杂度和器件数目,具有较佳的应用潜力和价值。