无线电能传输技术可以实现非接触的电能传输,从而减少传统有线传输带来的麻烦。磁耦合谐振式无线电能传输是其中一种常用的技术手段。当前,磁耦合谐振式无线电能传输技术仍存在传输效率较低、适应性差等问题。对此,本文开展了能量耦合线圈的建模研究,并以此为基础进行了无线电能传输系统的效率、适应性优化研究。首先,介绍了无线电能传输技术的研究现状,分析了磁耦合谐振无线电能传输四种补偿网络结构及其电能传输效率。其次,针对植入式大脑神经信号采集中的供电需求,设计了一个无线供电平台。在发送端采用三相三层发送线圈阵列,可在目标区域产生具有全向均匀磁场,可为植入在大脑皮层的过个植入器件同时供电。通过计算优化了发送线圈单元的尺寸,提高了最差情况下磁场的大小,并进行了 HFSS仿真验证。在接收端,对带有管状磁芯的螺旋线圈进行了 RLC解析建模,HFSS仿真和在牛肉组织中进行的实验结果验证了模型的精确性。接着,针对无线电能传输技术在肿瘤热疗法中的应用,采用生物兼容的金属环替代磁性颗粒植入目标区域的方式,以提高感应加热效率为目标,优化了发送和接收线圈的尺寸、工作频率等,COMSOLMultiphysics和HFSS仿真验证了优化结果在提高加热效率上的有效性。然后,针对消费类电子等无线供电中常用的PCB线圈,在自谐振频率范围内进行了详细地RLC解析模型建模,重点研究了 PCB线圈的趋肤效应、邻近效应、自谐振频率等参数。该模型可为优化(PCB线圈)无线电能传输提供了快速设计和优化的理论指导,并通过仿真和实验,对模型进行了验证。最后,为满足消费类电子中无线供电平台产生均匀磁场的需求,设计和验证了一个二维的均匀磁场发射线圈。仿真和实验结果显示,相比传统均匀磁场发送线圈,本方案的磁场均匀效果更佳。