近年来,无线电能传输技术(Wireless Power Transfer,WPT)因其具有无需接触即可传输电能的特性,而且具有灵活、安全、可靠等传统有线电能传输技术所无法比拟的优势,引起了人们的广泛关注。基于磁场的近场耦合实现的磁耦合谐振无线电能传输,是当前应用最广泛的无线电能传输技术之一。本文以工业电子、植入式医疗电子、智能家居为应用背景,以提高无线电能传输效率为主要目标,开展了一对一系统(一个发送端对应一个接收端)和一对多系统(一个发送端对应多个接收端)的研究。首先,从基本电路模型出发进行分析,对四种基本补偿结构以及S-SP和S-PS两种阻抗匹配优化方法进行详细阐述。其次,针对实际应用中存在的负载变化、传输距离变化、补偿电容偏差,分析了一对一系统对这些参数的敏感性,用于选择合适的匹配电路来实现高效的无线电能传输,并通过了 HFSS仿真和实验验证。接着,针对当前植入式医疗领域神经信号记录方面的挑战,提出了三层三相无线供电系统,并对其中的发送线圈阵列、驱动电路的软硬件以及接收线圈等进行优化设计,实现了在目标空间内产生全向均匀磁场的目标,并通过实验验证了该系统的均匀性。最后,以智能家居应用为背景,提出并优化了一种将单线电能传输和无线电能传输相结合的新型供电系统。对系统原理进行了分析,给出了相关参数的设计方法。实验结果表明,该装置更简单同时具有更大的供电自由度。