与传统的充电技术相比,无线电力传输(WPT)系统在充电领域中,因具有方便、安全以及美观等特点,使它在电动汽车充电中有了光明的前景。本文以磁耦合共振技术为基础,研制了一种频率跟踪式无线充电系统为电动汽车充电,该系统可在耦合系数与负载同时变化的情况下,实现恒压输出。本文首先对电磁耦合理论进行分析,利用串串型谐振拓扑结构分析出负载以及耦合系数变化会使系统产生频率分岔现象,并利用Matlab软件验证了频率分岔会引起输出电压变化和系统效率下降等问题。其次,为提高系统的稳定性,在分析负载和耦合系数变化时,从电压增益和阻抗相位角与开关频率的关系中发现,当耦合系数在一定范围内变化时,系统存在一个单位增益频率点,通过系统阻抗相位角反馈的方式可跟踪单位增益频率点,使输出电压不受负载与耦合系数的影响;使系统避免出现频率分岔现象;使开关管实现软开关操作。再次,在所提出的控制系统中,由于耦合系数是在一定范围内变化的,因此当耦合系数太低时,耦合线圈的漏感增大向外界辐射能量增多,进而会引发系统的效率及稳定性下降以及电磁辐射等问题。为了提高系统的稳定性以及效率,并解决电磁辐射带来的影响,运用Ansys Maxwell软件对耦合线圈进行设计及优化,优化内容包括:形状、内外半径以及加入不同的铁氧体。最后,为了验证所提出系统的理论的正确性,搭建了500W的实验平台,并对系统的效率、频率控制精度和稳定性进行了综合测试,结果表明,所提出的设计方案具有较强的实用性。