无线电能传输技术因其便利性、安全性、稳定性而成为研究热点。随着无线电能传输技术的发展,越来越多的场合使用上了该技术。然而,正是应用场景的广泛性,导致了更多的设备需要同时使用无线充电技术进行供电。若为每个负载配置单独的无线供电系统,则不利于系统的便捷与低成本。因此,多负载磁耦合谐振无线电能传输技术应运而生。多负载系统中的一个重要的目标就是实现各负载电压的独立控制,使得当改变一个负载的工作状态时,其它负载依旧能够按自身目标调节,不受约束。但多负载系统需要独立控制更多的变量,因此控制难度更大。以实现对多个输出电压的独立控制为目标,本文提出了一种基于双自由度控制的双频多负载无线充电系统。通过正弦波调制技术,全桥逆变器输出端将包含幅值较高的基波电压以及开关频率处的谐波电压。本文利用这两个频率不同的电压构建双频能量传输系统。分析了调制电路的工作原理,分别得到了逆变器输出端两个频率的电压幅值关于调制度的函数关系。针对锂电池充电时等效负载变化的工况,分析了基本补偿拓扑和T型网络结构的恒压输出特性,对T型网络的所有排列组合进行了分析,提出了利用LCC-T型网络和松耦合变压器漏感结合的方法实现双频下的恒压输出。为了针对不同的频率建立专门的能量传输通道,探讨了LC串联滤波和LC串并联滤波网络的特性。LC串联网络滤波效果差,但硬件电路结构简单。LC串并联网络滤波效果好,但硬件电路结构复杂。结合两者的滤波效果以及硬件电路的复杂度,构建了一种LC串联与串并联混合的电路结构。分别为两个频率的电流构建了专门的能量传输通道。提出在全桥逆变器前端级联Buck变换器,通过控制Buck变换器的占空比和全桥逆变器的调制度,实现独立控制逆变器输出端两个频率的电压幅值,从而独立控制两个负载电压。根据分散控制的原理,设计用调制度控制输出电压Vout1,用Buck变换器的占空比控制输出电压Vout2,以获得可控的、与负载无关的输出电压。最后通过实验验证了理论分析结果。实验结果表明,基于占空比和调制度的双自由度控制的双频多负载系统可以实现对输出电压的独立控制。