2.在传输过程中的损耗小，传输效率很高，可在中等距离上传输；

3.安全上，系统通过非辐射的交变磁场完成无线能量传输，对人体的影响很小。

1.2研究现状

1.2.1国外研究现状

美国麻省理工学院(MIT)MarinSoljacic教授在2006年率先提出了利用磁耦合谐振进行无线能量传输(Witricity)这一概念，通过调节频率，使发射和接收线圈处于谐振状态，利用交变磁场传递能量。正是通过这样的方法，他的团队成功地在距离2.1M的地方点亮了一个20W的灯泡，效率达到40%，而在距离1m的地方，效率可高达90%，这些都是不经过导线的[1-3]。该实验在无线电能传输领域获得了突破，开辟了新的研究方向，实现了无线电能的中距离传输，激发了全世界许多无线电研究者的研究热情。

美国内达华州的G.E.Leyh和他的团队在著名的雷电实验室中成功研制出一套基于电磁场谐振耦合技术的无线电能传输装置，将800W店里输送到了5m外。如图1-2所示，其发射和接收装置是空心变压器。

图1-2G.E.Leyh的无线电能输送实验

电磁耦合的无线电能输送在医学领域的应用也比较多。例如日本、韩国、新加坡、以色列等对人工心脏的无线供能和信号传递进行了研究，重点研究了磁场噪声对信号的干扰。实验结果表明，磁耦合能量传输方式可为植入式设备和医用传感器提供能量[4-6]。美国斯坦福大学助教AdaPoon，研制出了一款约2mm的微型植入式刺激器，该研究持续了整整6年。该设备功率高达200微瓦以上，目前已经取得符合安全兼容性的实验验证报告。

1.2.2国内研究现状

2010年在美国举办的2010InternationalCES展会上，海尔公司推出了一款采用无线供能技术供能的无尾电视，这种供能技术正是磁耦合无线能量传输技术。这款电视的接收线圈为30.48cm，与电视距离1m，能输送100W能量。

天津工业大学的张献利用磁耦合谐振方式，设计了三种发射线圈，在300mm处成功点亮了15盏200W的白炽灯，传输功率为3kW，效率高达92.5%[7]。哈尔滨大学朱春波教授设计了一款用螺旋铜线圈串接电容的方式构成的谐振器，传输效率接近50%，在0.7m的距离处传输功率可达23W[8]。

我国在磁耦合共振式无线能量传输上的研究还不深入，但是伴随着用电产品的日益丰富，国内无线供电产品的市场也慢慢地建立起来。

目前国内在磁耦合无线能量传输上主要的研究方向是理论的建立和拓展，以及提高磁耦合无线能量传输的效率。

1.3本文主要内容

本文主要阐述的是一种电磁耦合式的无线能量传输电路的设计理论及设计过程。按照叙述顺序依次分为三个方面：磁耦合能量传输的理论基础、磁耦合能量传输电路的具体设计、磁耦合能量传输电路的测试。

本文共设五章:第一章为绪论，主要分析了研究课题的背景和研究的意义，总结了电磁耦合能量传输技术的国内外研究成果及研究现状。第二章首先介绍了三种无线能量传输的方式，并对这三种方式做了比较。然后着重分析了电磁耦合能量传输系统的简单模型。第三章是本文的重点章节，是电磁耦合能量传输系统具体的设计过程。首先交代了本系统设计的基本思路，然后列出了电路设计的要求和主要设计指标。紧接着介绍了系统设计的基本框架。最后是本章也是本文的核心部分，即每一小部分电路的设计原理和具体设计过程。结尾简要介绍了PCB的设计。

第四章是系统测试部分。先是对发射信号频率的测试。然后是对发送信号源信号强度的测试。最后计算系统的传输功率,从而验证系统设计的可行性。