无线能量传输技术是一种无直接电气接触的新型供电技术,相比于传统的有线供电方式,其去除了各种繁重杂乱的线缆,减弱了线路磨损和电火花等安全隐患,具有安全性高、自由度高、简便实用等优点,近年来越来越被人们所关注和应用,极大地方便了人们的日常生活。无线能量传输技术主要可分为微波无线能量传输技术、电磁感应无线能量传输技术、电场耦合无线能量传输技术和磁谐振无线能量传输技术。其中磁谐振无线能量传输技术在传输效率、输出功率和传输距离方面的综合表现较为优秀,研究内容和研究方向较为广泛。磁谐振无线能量传输的传输效率和功率是一个关于线圈互感、内阻、谐振频率等因素的复杂函数,目前针对其基础特性研究较多,然而对于一个完整的无线能量传输系统而言,需要考虑到系统当中各个组成模块的结构和效率,对于完整性的系统设计和仿真分析而言,还尚有欠缺。本文从无线能量传输基础拓扑理论出发,研究磁谐振无线能量传输的系统设计。本文的主要工作内容和创新点描述如下:1.经过充分调研并学习国内外关于无线能量传输技术的研究热点和研究方法,基于无线能量传输的电路理论建立了等效电路模型,通过对该等效电路模型的研究分析得出其传输效率和输出功率具体公式,分析了等效电路中各种因素的影响,为后续系统设计提供了有效的理论指导。2.区别于一般无线能量传输系统只针对某一部分进行详细分析或者设计,本文建立了从220V/50Hz市电输入到最终负载输出的完整系统原理设计,且次级端具有变频特性,将原有50k Hz的谐振频率能量转化为特定25k Hz能量输出,以此针对包括感应加热和电机控制等在内的一些应用场景。利用ANSYS仿真线圈得到其相关参数并利用PSPICE软件建立了各个模块电路仿真以及系统级的完整仿真分析。3.通过对无线供电系统的电路仿真分析,分别对比了有无阻抗匹配情况下的系统电路效率和电路特性表现,结果显示本文阻抗匹配结构的设计有效地增加了系统效率,实测在42W的输入功率下,本文整体系统效率为56.79%。4.在原有无线能量传输系统的基础上,本文设计了基于无线能量与信息同传的反向信息传输链路,具体理论和仿真分析了基于电容调谐的反向信息传输机理,研究了阻抗匹配对于信息传输的影响,分析得出本文最大信息传输速率为1/2τ_充bit/s。