随着无线充电市场的井喷式发展,无线充电功率发射机和功率接收机间的能量传输效率问题,已成为无线充电领域的研究热点。接收端线圈作为无线充电系统的重要组成部分,直接影响系统的无线充电效率,但接收端线圈的设计尚没有明确的行业规范和标准。针对无线充电效率问题,本文以提高无线充电系统的效率、增强接收端线圈的实用性为导向,从接收端线圈的线径、匝数和层数三个关键因素着手,开展研究,以实现更高的无线充电效率。本文从分析影响无线充电效率的因素入手,提出无线充电测试系统的设计要求,设计和实现了一套无线充电功率收发机,对测试数据开展分析,最后给出了接收端线圈的设计策略。论文主要包括如下内容:(1)分析影响无线充电效率的因素。结合无线充电的基本原理,建立无线充电系统效率(损耗)计算公式,并加以推导计算,得到效率(损耗)计算结果。(2)提出对无线充电效率测试系统的设计要求。搭建效率测试系统框架,对无线充电功率收发机的基本组成、线圈的规格、屏蔽层的规格以及电路提出了设计要求,并阐述系统的功率传输流程。(3)设计和实现一套无线充电功率收发机。分析无线充电功率收发机各部分电路的工作原理,完成重要元器件选型。通过Mathcad计算和实测波形得到了LLC系统处于ZVS稳定工作的条件。通过Mathcad建立模型和Simplis仿真得到含有C_s谐振电容和不含有C_s谐振电容的增益曲线,通过分析增益曲线,证明了接收端应该含有C_s谐振电容的必要性。(4)分析测试数据,提出接收端线圈设计策略。从接收端线圈的匝数、线径以及层数三个关键因素着手,制作了实验所需的多款接收端线圈,使用无线充电效率测试系统和自主搭建的测试环境,精确测得不同接收端线圈的充电效率。通过理论计算也得到不同接收端线圈的理论效率(损耗),证明了实测结果与理论计算的一致性,验证了提出的接收端线圈设计策略可以有利于实现更高的充电效率。选择本文实验测试中效率最优的线圈与部分手机品牌产品的接收端线圈进行对比测试。在文中所述的测试对象及条件下,本文设计线圈的效率较高,证明了本文提出的接收线圈设计策略对充电效率提高的有效性。经过研究,在充分考虑接收端线圈线径、匝数和层数三个关键因素的条件下,可提高无线充电系统的效率。