中小功率感应耦合谐振无线充电装置以非接触方式为用电设备提供所需电能,无论是在家用电器还是在电动汽车充电方面都有其广泛应用场合,相比于有线供电的方式更加安全便捷。本文首先针对目前无线充电方面广泛应用的LCL拓扑结构分析了其各元件在正常工况下的电压电流关系,并分析了三种异常工况下元件的电压电流关系,结合不同工况下两侧并联补偿电容电压相量表达式,给出了上述几种情况下元件电压值的异同点用于后续电压检测和保护,分析了影响松耦合变压器功率线圈传输效率的因素,得到含功率线圈内阻互感比的线圈传输效率表达式,做出其效率在90%以上的阻感比随效率变化曲线,根据松耦合变压器传输功率表达式,分析了影响传输功率的四个因素,利用空心松耦合变压器自感理论计算公式预测在给定传输功率和效率下线圈的最优尺寸,对比分析了方形和双D形线圈在不同距离下的横向偏移特性,测量了两种线圈交流内阻随频率的变化关系,并根据以上理论分析给出了中小功率感应耦合谐振无线充电装置的设计思路。最终,根据上述理论分析结果,设计了满足需求的松耦合变压器,根据穿透深度合理选择了变压器电导体单股导线线径,并对谐振电路各个元件电压电流峰值进行理论计算,设计了高频逆变电路、电压电流检测电路、开关管驱动电路、高频整流电路等,搭建了 3700W无线电能传输系统平台,对输出不同功率下的效率进行实验,当输入逆变器电压为400V,输出电压为300V,传输距离20cm,无横向偏移,负载为25Ω时装置整体效率为91.25%。