无线能量传输已有百余年的历史,在经过多年的发展后,目前无线能量传输在实际应用中已经能够为不同设备传递数微瓦、数瓦甚至数千瓦的能量。但由于效率的限制,至今仍未在实际应用中取得大规模的使用。如何提高效率一直是无线能量传输领域的研究重点。无线能量传输系统的效率由逆变器效率、线圈传输效率和整流稳压效率等决定。通常情况下,线圈传输效率是影响系统效率最关键的因素。在实际应用场景中,由于能量发射线圈和能量接收线圈之间位置的不确定性会造成耦合系数发生改变,同时能量接收端的负载阻抗也会随应用发生改变,例如在充电过程中,电池的阻抗会变化。这两方面的不确定性会严重降低传输效率。实际上,无线能量传输系统中传输效率存在最优值,实现最优值的必要条件是系统的负载为最优负载。而最优负载值与线圈间的耦合系数等参数有关,这意味着最优负载值不是一个确定的值。为解决这一问题从而实现效率最优,本文对串联-串联结构的两线圈无线能量传输系统进行分析,基于基本的电路方程推导出最大传输效率点的重要特性,并创新地利用此特性构造最大效率点的判断准则,从而提出了一种低硬件成本的最大效率点跟踪法,可以实时地将系统负载转化至最优负载值。本文所提出的方法不需要额外使用功率计等仪器。在此基础上,本文还将所提出的方法拓展到其他电路拓扑结构。为验证本文提出的方法的有效性,本文设计了相应的板级电路进行验证。实验结果说明,本文提出的方法能够有效地改善耦合系数变化和负载变化造成的传输效率降低的问题。在系统层面对传输效率进行优化之后,本文在电路层面对接收端的整流稳压效率进行改善。通过在片上集成有源整流桥,对片外无源整流器实现替代从而提高整流效率。并在此基础上,本文针对整流桥控制电路在进行同步时产生的极限环振荡现象进行分析,改进其同步电路结构,从而有效地减小了输出电压的纹波。