无线电能传输技术作为一种新型供电方式,因其安全、便捷、美观等独特优势,在消费电子、家用电器、特种应用等诸多领域得到了广泛应用。然而作为一种新型技术,其在实际应用中仍然存在一些问题亟待解决。在多数无线电能传输技术应用中,不仅需要传输电能,还需要传输信息以实现输出电压反馈控制、负载检测、状态监控、多控制器同步协调等功能,从而保证电能传输的有效性与安全性。同时,无线电能传输设备在使用时,系统传输功率与效率会随耦合机构间的相对位移而发生波动,影响系统运行的稳定性与高效性。针对以上问题,本文构建了基于Double-D型耦合机构及LCC谐振拓扑的无线电能与信息同步传输系统,系统主要由电能传输系统与信息传输系统两部分构成。在电能传输系统的构建中,本文主要论述了系统主要组成部分的分析方法以及对系统的传输特性分析。文中对于耦合机构采用互感等效模型进行分析,对于逆变源与整流滤波电路分别采用基波分析法及交直流阻抗变换进行简化分析,并对LCC谐振拓扑给出参数计算公式及基本传输特性分析。在对于系统传输特性的具体分析中,主要论述了采用LCC谐振拓扑电能传输系统的传输特性。LCC谐振拓扑具有多种设计方式,本文依据原边与副边谐振频点的对应关系,从对称与非对称两个角度对双边LCC无线电能传输系统的传输特性进行了细致的分析。在信息传输系统的构建中,本文主要提出了一种可实现半双工通信功能的改进型注入式通信技术以及分析了能量调制型FSK单工通信技术可实现性。针对电能传输系统中耦合机构采用的偏移适应性更强的Double-D型线圈结构,本文提出了一种新型注入式通信技术,实现了电能和信息的同步传输。该方法巧妙利用了Double-D型耦合机构的特点,将调制得到的OOK通信信号通过耦合变压器加载到等效为并联的两个D型发射线圈两端,信号能够基本无损地传输到通信接收端,提高了通信系统的传输效率和抗偏移能力;与传统的注入式通信方法相比,由于不需要增加额外的阻波器或电感器,提高了电能传输效率;利用双边LCC补偿网络品质因数较高、选频能力较强的特点,有效降低了逆变和整流环节产生的高次谐波对通信信号传输的影响;同时由于采用对称拓扑设计,实现了半双工通信功能。为了实现全双工通信功能,针对电能传输系统中谐振拓扑采用LCC结构,本文论述了能量调制型FSK单工通信技术的可实现性。双边LCC谐振补偿网络在一定的参数设计下,具备多个传输特性一致的工作频率,可以在不影响电能传输稳定性的前提下,较好地实现能量调制型FSK通信。能量调制型FSK通信技术与改进型注入式通信技术相互之间干扰较小,可以同时正常工作,即可以完成系统的全双工通信功能。最后为验证本文理论的正确性,搭建了信息与电能同步传输实验系统,分别从电能传输特性、改进型注入式半双工通信、能量调制型FSK单工通信、全双工通信、交叉干扰等方面开展相关测试。实验结果表明系统实现了150W功率传输,电能传输DC-DC效率为90%;系统具备全双工通信功能,改进型注入式半双工通信系统传输速率为60kbps,通信链路损耗仅为42mW,电能传输与信息传输的相互影响很小;能量调制型FSK单工通信系统传输速率为6kbps,基本不会造成电能传输的波动。