CN103715778A - 非接触式感应输电设备 - Google Patents

Abstract

一种非接触式感应输电设备，适用于供电至一负载，且包含一电力供应系统及一电力接收系统。该电力供应系统包括一个一次侧线圈，用以根据一具有一操作频率的交流电流产生一电磁场。该电力接收系统具有一个二次侧线圈及一电抗值。该二次侧线圈感应该电磁场产生一开回路电压，且具有一线圈电感值。该电抗值具有一跨于该二次侧线圈两端的第一电容值、一跨于该二次侧线圈两端的第二电容值及一跨于二次侧线圈及负载间的第一电感值，该第一电容值和该线圈电感值于该操作频率下产生共振，该第二电容值及该第一电感值于该操作频率下产生共振。

Description

非接触式感应输电设备

技术领域

本发明涉及一种设备，特别是涉及一种非接触式感应输电设备。

背景技术

无线电力传输系统（wireless power transfer system），取代了部分传统接触导电式输电系统，因其可非接触式的传输电力，可用于不方便接线的场合。

于美国专利US20070109708中，提出一种现有的无线电力传输系统，无线电力传输系统包含一供应端及一接收端，两者分别包括一用于传输电力的线圈。一般而言，在无线电力传输系统的接收端，会包括一传统的电感电容共振电路，其电容及电感值可调整，借此而可控制该输出电压的位准及其自身谐振电路的共振频率。

该谐振电路使用电容及电感串联共振时，电容及电感串联合成阻抗为零，该谐振电路具有理想电压源的特性，但是其电压增益皆不大于1。该谐振电路使用电容及电感并联共振时，可提供大于1的电压增益，但是电容及电感并联合成阻抗为无限大，成为一开路，该谐振电路形成理想电流源。

实用上的需求为一理想电压源且具可变电压增益的特性，因为当供应端及接收端相距较远，两者间的耦合较弱而使得接收端的感应电压下降时，将造成使用上的不便，且无法满足某些负载的要求。

此外，由供应端所观察，该接收端常具有一输入阻抗。该从供应端所观察的输入阻抗会受到不同的因素影响(如耦合条件、接收端的负载条件、接收端的调变条件等)而改变，且该输入阻抗的变化将会改变供应端的线圈电流，而供应端的线圈是通过电流流经而产生电磁场，因此电流的改变会造成接收端供电不稳定。

发明内容

本发明的第一目的，在提供一种可以稳定供电的非接触式感应输电设备。

本发明感应输电设备，适用于供电至一负载，且包含一电力供应系统及一电力接收系统。

该电力供应系统包括一个一次侧线圈，该一次侧线圈根据一具有一操作频率的交流电流产生一电磁场。

该电力接收系统，包括一谐振电路。

该谐振电路，感应该电磁场并输出一输出电压至该负载，且具有一个二次侧线圈及一电抗值。

该二次侧线圈感应该电磁场产生一开回路电压，且具有一线圈电感值。

该电抗值具有一跨于该二次侧线圈两端的第一电容值、一跨于该二次侧线圈两端的第二电容值及一跨于二次侧线圈及负载间的第一电感值。该第一电容值和该线圈电感值于该操作频率下产生共振，该第二电容值及该第一电感值于该操作频率下产生共振。

本发明的第二目的，即在提供另一种可以稳定供电的非接触式感应输电设备。

于是，本发明另一非接触式感应输电设备，适用于供电至一负载，且包含一电力供应系统及一电力接收系统。

该电力供应系统，包括一个一次侧线圈、一整流电路(例如一交流对直流转换器)、一变频电路(例如一直流对交流转换器)、一调整电路及一第二控制电路。

该整流电路接收一交流电并转换为一直流电。

该变频电路电连接该直流电并转换为一具有可变的操作频率的交流电流。

该一次侧线圈根据该交流电流产生一电磁场。

该调整电路电连接该变频电路及该一次侧线圈之间，且具有一第一可调电抗。

该第一可调电抗串联于该一次侧线圈，由一次侧线圈观察，该电力接收系统具有一输入阻抗，该第一可调电抗受控调整其等效电抗值，以抵消该输入阻抗的电抗值。

该第二控制电路电连接该第一可调电抗以调整其等效电抗值。

该电力接收系统，包括一个二次侧线圈。

该二次侧线圈感应该电磁场产生一开回路电压，用以供电至该负载。

本发明的有益效果在于：该谐振电路共振于该操作频率，使得该谐振电路的输出为一理想电压源，且产生电压增益。此外，该第一可调电抗抵消该输入阻抗的电抗值，使得该电力供应系统的线圈电流不至于受到该电力接收系统的影响。

另一方面，该电力供应系统可维持在一共振状态下运作。于该共振状态，该调整电路与该一次侧线圈的一共振频率可控制为与该操作频率相符。此外，该电力接收系统的该谐振电路可在通过其被动组件的调整以维持其理想电压源特性时，受控调整其电压增益，以满足负载需求。

附图说明

图1是本发明感应输电设备的较佳实施例的部分电路图，说明一电力接收系统的架构；

图2是一示意图，说明本较佳实施例的一谐振电路的等效电路；

图3是本较佳实施例的一固定电容及一第一可调电容的电路图；

图4是本较佳实施例的一固定电容及一第一可调电感的电路图；

图5是本较佳实施例的一固定电感及一第二可调电感的电路图；

图6是本较佳实施例的一固定电感及一第二可调电容的电路图；

图7是本较佳实施例产生一参考电压信号的流程图；

图8是本较佳实施例的一第一控制器及一第二控制器的架构图；及

图9是本较佳实施例的部分电路图，说明一电力供应系统的架构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的四个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1，本发明非接触式感应输电设备的第一较佳实施例适用于供电至一负载3，且包含一个电力供应系统1及一电力接收系统2。

该电力供应系统1包括一个一次侧线圈L_P，该一次侧线圈L_P根据一具有一操作频率的交流电流产生一电磁场。该操作频率为可变，依据负载端需求不同而定。然而，在其他实施态样中，该操作频率也可以是固定频率，不以前述的可变频率为限。

该电力接收系统包括一谐振电路21及一第一控制电路22。

该谐振电路21感应该电磁场并输出一输出电压V_OUT至该负载3，且具有一个二次侧线圈L_S及一电抗值。该二次侧线圈L_S感应该电磁场产生一开回路电压V_OC，且具有一线圈电感值。该电抗值具有一跨于该二次侧线圈L_S两端的第一电容值C₁、一跨于该二次侧线圈L_S两端的第二电容值C₂及一跨于二次侧线圈L_S及负载3间的第一电感值L₁。该第一电容值C₁和该线圈电感值L_S于该操作频率下产生共振，该第二电容值C₂及该第一电感值L₁于该操作频率下产生共振。由于共振于同一频率，因此L_S×C₁=L₁×C₂。

参阅图2，可将开回路电压V_OC及线圈电感值转换为一诺顿（Norton）等效电路，成为一短路电流源I_SC并联于该线圈电感值，其值为

$I_{\mathrm{SC}}=\frac{V_{\mathrm{OC}}}{\mathrm{j\ω}{L}_S}$

其中ω为操作频率。

于前述的共振条件下，线圈电感值L_S及该第一电容值C₁会并联合成一无限大的阻抗，可视为开路。

接下来，再将短路电流源I_SC及该第二电容值转换为一戴维宁（Thevenin）等效电路，成为一输出电压V_OUT并联于该第二电容值C₂。于前述的共振条件下，第二电容值C₂及该第一电感值L₁串联合成阻抗为零，可视为短路。最终该谐振电路21会成为一理想电压源，该输出电压V_OUT的值为

$V_{\mathrm{OUT}}=\frac{I_{\mathrm{SC}}}{\mathrm{\ω}{C}_2}=\frac{V_{\mathrm{OC}}}{{\mathrm{\ω}}^2{L}_S{C}_2}\frac{L_1}{L_S}{V}_{\mathrm{OC}}=\frac{C_1}{C_2}{V}_{\mathrm{OC}}=k\·V_{\mathrm{OC}}$

该输出电压V_OUT对该开回路电压V_OC有k倍的增益，k值即为第一电感值对线圈电感值L_S的比值，或第一电容值C₁对第二电容值C₂的比值。因此，通过调整该第一电容值C₁、该第二电容值C₂及第一电感值L₁，L_S×C₁=L₁×C₂使得该谐振电路21会成为一理想电压源，并依据所要求的增益k值而进一步调整。

因此，我们可采用固定电感及电容值的组件，依上述的比例搭配，制作该第一电容值C₁、该第二电容值C₂及第一电感值L₁。然而，当有特殊电压增益的需求或电感及电容值随着使用环境或老化而有变动时，需要使用动态的调整以增加或减少比值。

参阅图1，需要动态调整的情况下，该电抗值为可调整的组件，且电连接该第一控制电路22。该第一控制电路22电连接于该谐振电路21及该负载3以得知该输出电压V_OUT及跨于该负载3的一负载电压V_L，产生多个相关于该输出电压V_OUT及该负载电压V_L的调整信号，以控制该电抗值。

必须说明的是，当负载3为交流时，可由该谐振电路21直接输出该输出电压V_OUT至该负载3。当负载3为直流时，该谐振电路21还包括一整流器。该整流器电连接该谐振电路21及该负载3之间，用于将该输出电压V_OUT整流并滤波后，输出一直流电压至该负载3。因此，该输出电压V_OUT及该负载电压V_L是不同的控制输入信号。

于图2中为了理论解释的方便，该第一电容值C₁及第二电容值C₂分开计算，实际上其可由一个或多个电容并联产生，以下介绍三种设计该第一电容值C₁及该第二电容值C₂的方式。

图3所示为第一种方式，该谐振电路21具有一固定电容C_S、一第一可调电容C_T1及一可调电感组211。该固定电容C_S电连接于该二次侧线圈L_S的两端，用于提供该第一电容值C₁。该第一可调电容C_T1具有一第一端及一第二端，分别电连接该固定电容C_S的两端，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电容值，用于提供该第二电容值C₂。该可调电感组211具有一电连接该第一可调电容C_T1的第一端的第一端，及一第二端，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电感值，用于提供该第一电感值L₁。

该第一可调电容C_T1具有一电容及二晶体管串联，该二晶体管电连接该第一控制电路22而受控切换于导通或不导通，进而改变该第一可调电容C_T1的等效电容值。该第一可调电容C_T1的设计已为同领域者所熟知，本发明不以此为限。

图4所示为第二种方式，该谐振电路21具有一固定电容C_S、一第一可调电感L_T1及一可调电感组211。该固定电容C_S电连接于该二次侧线圈L_S的两端，用于提供该第一电容值及一第三电容值。该第一可调电感L_T1具有一第一端及一第二端，分别电连接该固定电容C_S的两端，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电感值，该第三电容值和所述等效电感值合成而提供该第二电容值C₂。该可调电感组211具有一电连接该第一可调电感L_T1的第一端的第一端，及一第二端，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电感值，用于提供该第一电感值L₁。

第三种方式为该谐振电路21具有一总合可调电容（图未示）及一可调电感组（图未示）。该总合可调电容取代前述固定电容C_S、第一可调电容C_T1或固定电容C_S、第一可调电感L_T1的功能。该总合可调电容电连接于该二次侧线圈L_S的两端，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电容值，用于提供该第一电容值及该第二电容值。该可调电感组具有一电连接该总合可调电容的第一端的第一端，及一第二端，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电感值，用于提供该第一电感值L₁。

该可调电感组211产生该第一电感值的方式还有多种，以下介绍两种。

图5所示为第一种方式，该可调电感组211具有一固定电感L_F及一第二可调电感L_T2。该第二可调电感L_T2并联于该固定电感L_F，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电感值。

图6所示为第二种方式，该可调电感组211具有一固定电感L_F及一第二可调电容C_T2。该第二可调电容C_T2并联于该固定电感L_F，且电连接该第一控制电路22以受控调整其等效电容值。

要注意的是，该可调电感组211也可以仅为一可调电感。

该开回路电压V_OC和该输出电压V_OUT之间存在一相位差，该相位差和谐振电路21的共振频率有函数关系。因此，可以利用此相位差判断该共振频率是否等于系统操作频率，进一步控制该谐振电路21的阻抗值(或电抗值)。该输出电压V_OUT可以电连接该谐振电路21而测得，然而，直接对该二次侧线圈L_S感测其开回路电压V_OC的相位有技术上的困难，因此，可利用一感测线圈感应该电磁场进行间接的感测。但是在某些小型化的系统中，没有空间容纳该感测线圈，或是感测线圈距离该二次侧线圈L_S太近，使得两者互相耦合而影响精确度。另一种方法是不进行量测而以估测的方式，此时该第一控制电路22包括一参考电压产生器222（如图8所示），用于估测该开回路电压V_OC的频率及相位。如图7所示，该估测方法包含以下步骤：

步骤41：电力接收系统启动，该第二电容值C₂及该第一电感值L₁于初始系统设计时已被设定使该输出电压V_OUT起始时(也就是设定输出电压V_OUT的起始状态时)，可满足该第一控制电路22的开机的需求，以启动该参考电压产生器222。

步骤42：该参考电压产生器222调整该第二电容值C₂及该第一电感值L₁两者其中一个值，在其可调整的范围内进行扫描。此时该谐振电路21的共振频率变动，当共振频率等于该操作频率时，该输出电压V_OUT会处于一个峰值。要注意的是，该电压的峰值可以是一预定值。此外，该峰值也可以是一局部峰值(localpeak)，也就是在相邻的电压值中为一最大值)。

步骤43：利用峰值侦测确认该输出电压V_OUT达到峰值。

步骤44：接收输出电压V_OUT。

步骤45：将输出电压V_OUT相位改变180度（例如经过一NOT闸）。

步骤46：产生并输出一参考电压。

步骤47：确认操作频率是否在一预设范围内(例如，该默认范围可以设定为操作频率的10%公差(tolerance)，但不以此范围为限)，若是则不断进行确认，若否则回到步骤42。要注意的是，该操作频率可能会依据实际需要而动态性地调整。然而，在较常见的状态下，该操作频率是被设定为一固定的特定数值。因此，根据上述方法，于步骤47中若非接触式感应输电设备的目标操作频率是由外部控制，则该操作频率可以是动态性的调整值或是固定的特定值，且其默认范围可以是目标操作频率的10%公差。

在本较佳实施例中，由理论可知该谐振电路21于共振时，输出电压V_OUT对该开回路电压V_OC的相位差为180度，所以上述估测出的该参考电压的相位、频率就和开回路电压V_OC吻合。该参考电压被储存于第一控制电路22中，用以代表开回路电压V_OC。

参阅图8，该第一控制电路22具有一第一控制器221及一第二控制器225。该第一控制器221电连接该参考电压产生器222并接收该参考电压及该输出电压V_OUT，进行运算后输出一第一控制信号，用于控制该谐振电路21维持共振。该第二控制器225接收该负载电压V_L及预储存一预设电压，进行运算后输出一第二控制信号，用于控制该负载电压V_L等于该预设电压。

于本较佳实施例中，该第一及第二控制器221、225是同时操作，该第一控制器221控制该第一及第二电容值C₁、C₂，该第二控制器225控制该第一电感值L₁。然而，该第一控制器221也可控制该第一电感值L₁，而该第二控制器225控制该第一及第二电容值C₁、C₂。

该第一控制器221具有一比较单元223及一第一控制单元224。该比较单元223电连接该参考电压产生器222及该谐振电路21以接收该参考电压及该输出电压V_OUT，并产生一相关于该参考电压及该输出电压V_OUT之间相位差的相位差信号。该第一控制单元224电连接该比较单元223以接收该相位差信号，并预储存一参考相位信号。该参考相位信号代表该谐振电路21共振时，该开回路电压V_OC及该输出电压V_OUT之间相位差，于本较佳实施例为180度。该第一控制单元224以该相位差信号为回授信号和参考相位信号比较及运算而输出一第一控制信号。该第一控制信号是输出至该第一可调电容C_T1（图3）或该第一可调电感L_T1（图4）。当该相位差信号小于180度时，该第一控制单元224控制该第一可调电容C_T1增加（第一可调电感L_T1减小）；当该相位差信号大于180度时，该第一控制单元224控制该第一可调电容C_T1减小（第一可调电感L_T1增加），以使得该谐振电路21维持共振。

然而，在其他实施态样中，于图7的步骤44，当输出电压V_OUT达到峰值时，该参考电压可依据参考电压产生器222接收的输出电压V_OUT直接产生。也就是说，在此情况下步骤44执行完毕后可省略步骤45，直接执行步骤46。在此种态样下，当谐振电路21共振时，比较单元223接收的输出电压的相位会与步骤46产生的参考电压的相位互相对应，因此第一控制单元224中储存的参考相位信号代表0度的相位差。

该第二控制器225电连接该负载3以接收该负载电压V_L，并预储存该预设电压，以该负载电压V_L为回授信号和该预设电压比较及运算而输出一第二控制信号。该第二控制信号是输出至该第二可调电感L_T2（图5）或该第二可调电容C_T2（图6）。依据上述公式当线圈电感L_S维持固定值，输出电压V_OUT和该第一电感值L₁成正比(当谐振电路21持续共振时)，因此当该负载电压V_L低于该预设电压，该第二控制器225控制第一电感值L₁增加；当该负载电压V_L高于该预设电压，该第二控制器225控制第一电感值L₁减小，使得负载电压V_L等于该预设电压。

该第一及第二控制器221、225同时操作下，使得该谐振电路21可以同时将负载3保持在该预设电压且维持于共振状态。该第一及第二控制器221、225可采用一般的比例积分控制。

参阅图9，该电力供应系统1用于将一任意频率的交流电转换为具有该操作频率的交流电以供应该电力接收系统2，且包括一整流电路11、一变频电路12、一调整电路13及一第二控制电路14。在本实施例中，整流电路11是一交流对直流转换器，而变频电路12则是一直流对交流转换器

该整流电路11(交流对直流转换器)接收一交流电并转换为一直流电。该变频电路12(直流对交流转换器)电连接该整流电路11及该第二控制电路14，并受该第二控制电路14控制将该直流电并转换为该具有该可变的操作频率的交流电流。该调整电路13电连接该变频电路12及该一次侧线圈L_P之间，且具有一第一可调电抗131、一第二可调电抗132、一第三可调电抗133、一第一传感器134、一第二传感器135、一第三传感器136及一第四传感器137。

由一次侧线圈L_P观察，该电力接收系统2具有一输入阻抗。该输入阻抗可为电感性或电容性，且大小随着该电力供应系统1与该电力接收系统2之间的耦合、负载3及该谐振电路21的调整情况而变化，因此影响了该一次侧线圈L_P的电流。

该第一可调电抗131串联于该一次侧线圈L_P且电连接该第二控制电路14受控调整其等效电抗值，以抵消该输入阻抗的电抗值。虽然本较佳实施例仅包含一个电力供应系统1及一个电力接收系统2，然而需要说明的是，该电力供应系统1可供应多个电力接收系统2，每个电力接收系统2皆反映一输入阻抗至该电力供应系统1，该第一可调电抗131可用于抵消所述输入阻抗的总和。

该第一传感器134用于感测流经该一次侧线圈L_P的电流，产生一电流感测信号。该第二控制电路14电连接该第一传感器134，将该电流感测信号与一预设电流信号比较及运算而输出一第三控制信号，以调整该第一可调电抗131的电抗值，使流经该一次侧线圈L_P的电流维持该预设电流信号。

该第二可调电抗132并联于该一次侧线圈L_P及该第一可调电抗131，且电连接该第二控制电路14，受控调整其等效电抗值以使得该第二可调电抗132、该第一可调电抗131、该第三可调电抗133、该一次侧线圈L_P及该输入阻抗的共振频率等于该操作频率，以提升该电力供应系统的供电效率。由于该变频电路12将直流电转换为交流电的过程中，其操作频率是受该第二控制电路14调整的，依照负载端的需求而不同。也因此该第二可调电抗132的调整是配合该变频电路12的操作频率。该第二控制电路14同时也可进行前述步骤47中操作频率的确认，并透过适当的通讯接口传输确认结果至该第一控制电路22。

该第二传感器135用于感测跨过该第二可调电抗132的电压以输出一电压感测信号，该第二控制电路14储存一共振电压信号，该共振电压信号代表该调整电路13、该一次侧线圈L_P及该输入阻抗共振于该操作频率时，该第二可调电抗132的电压。该第二控制电路14电连接该第二传感器135以接收该电压感测信号，将该电压感测信号和该共振电压信号比较并进行运算，以控制该第二可调电抗132使该电压感测信号等于该共振电压信号。

为了进一步提升供电效率，第三可调电抗133电连接于该第二可调电抗132的一端及该变频电路12之间，且电连接该第二控制电路14，受控调整其等效电抗值，以维持该变频电路12输出的功率因子（power factor）为1。

该第三传感器136电连接于该变频电路12的输出端，用于感测该变频电路12输出的电压。该第四传感器137也电连接该变频电路12的输出端，用于感测该变频电路12输出的电流。变频电路12输出的电压和电流若维持同相位时，功率因子为1，其供电效率（输出的实功）较高。该第二控制电路14电连接该第三及第四传感器136、137以得知该变频电路12输出的电压及电流，比较两者并进行运算，以控制该第三可调电抗133使两者相位相等。

综上所述，上述实施例具有以下优点：

1.该谐振电路21的设计使得该电力接收系统2成为一理想电压源，且具有可调整的电压增益。

2.该第一控制电路22及第二控制电路14可分别动态调整该谐振电路21及该调整电路13的电感及电容值，可补偿系统因环境、制造公差或老化产生的参数变化。

3.该调整电路13的设计可以稳定该电力供应系统1提供的电流，减少负载端、电力接收系统2的变化对于电力供应系统1的影响，调整功率因子为1可减少能量损失，并且该操作频率可依负载端的需求而调整。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利的范围。

Claims (28)

1.一种非接触式感应输电设备，适用于供电至一负载，其特征在于：该非接触式感应输电设备包含：

一电力供应系统，包括一个一次侧线圈，该一次侧线圈根据一具有可变的操作频率的交流电流产生一电磁场；及

一电力接收系统，包括一谐振电路，该谐振电路感应该电磁场并输出一输出电压至该负载，该谐振电路具有

一个二次侧线圈，感应该电磁场产生一开回路电压，且具有一线圈电感值，及

一电抗值，具有一跨于该二次侧线圈两端的第一电容值、一跨于该二次侧线圈两端的第二电容值及一跨于二次侧线圈及负载间的第一电感值，该第一电容值和该线圈电感值于该操作频率下产生共振，该第二电容值及该第一电感值于该操作频率下产生共振。

2.根据权利要求1所述的非接触式感应输电设备，其特征在于:该电力接收系统还包括一第一控制电路，该第一控制电路具有一第一控制器及一第二控制器，该第一控制器电连接该谐振电路接收一参考电压及该输出电压，进行运算后输出一第一控制信号，用于控制该谐振电路维持共振，该第二控制器电连接该负载接收跨于该负载的一负载电压及预储存一预设电压，进行运算后输出一第二控制信号，用于控制该负载电压等于该预设电压。

3.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该第一控制器控制该第一电容值及第二电容值，该第二控制器控制该第一电感值。

4.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该第一控制器控制该第一电感值，该第二控制器控制该第一电容值及第二电容值。

5.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该第一控制电路还具有一参考电压产生器，该第二电容值及该第一电感值于初始系统设计时已被设定使该输出电压起始时，可满足该第一控制电路的开机的需求，以启动该参考电压产生器，该参考电压产生器接着调整该第二电容值及该第一电感值其中一个值，在其可调整的范围内进行扫描，当该谐振电路的共振频率等于该操作频率时，该输出电压处于一个峰值，确认该输出电压达到峰值后，该参考电压产生器接收该输出电压而产生该参考电压，该参考电压是由该输出电压直接产生而与该输出电压相位相同，或由该输出电压将其相位改变一角度而对应产生，该角度为共振时该开回路电压与该输出电压的相位差。

6.根据权利要求5所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该第一控制器具有：

一比较单元，电连接该参考电压产生器及该谐振电路以接收该参考电压及该输出电压，并产生一相关于该参考电压及该输出电压之间相位差的相位差信号；及

一第一控制单元，电连接该比较单元以接收该相位差信号，并预储存一参考相位信号，于该参考电压由该输出电压直接产生时，该参考相位信号代表该参考电压与该输出电压之间的0度相位差，或于该参考电压由该输出电压将其相位改变该角度而对应产生时，该参考相位信号代表该谐振电路共振时该开回路电压及该输出电压之间相位差，该第一控制单元以该相位差信号为回授信号和该参考相位信号比较及运算而输出一第一控制信号。

7.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该谐振电路还具有：

一固定电容，电连接于该二次侧线圈的两端，用于提供该第一电容值；

一第一可调电容，电连接该固定电容的两端，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电容值，用于提供该第二电容值；及

一可调电感组，具有一电连接该第一可调电容的第一端的第一端，及一第二端，且该可调电感组电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值，用于提供该第一电感值。

8.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该谐振电路还具有：

一固定电容，电连接于该二次侧线圈的两端，用于提供该第一电容值及一第三电容值；

一第一可调电感，电连接该固定电容的两端，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值，该第三电容值和所述等效电感值合成而提供该第二电容值；及

一可调电感组，具有一电连接该第一可调电感的第一端的第一端，及一第二端，且该可调电感组电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值，用于提供该第一电感值。

9.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该谐振电路还具有：

一总合可调电容，电连接于该二次侧线圈的两端，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电容值，用于提供该第一电容值及该第二电容值；及

一可调电感组，具有一电连接该总合可调电容的第一端的第一端，及一第二端，且该可调电感组电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值，用于提供该第一电感值。

10.根据权利要求7所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该可调电感组具有：

一固定电感；及

一第二可调电感，并联于该固定电感，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值。

11.根据权利要求8所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该可调电感组具有：

一固定电感；及

一第二可调电感，并联于该固定电感，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值。

12.根据权利要求9所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该可调电感组具有：

一固定电感；及

一第二可调电感，并联于该固定电感，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电感值。

13.根据权利要求7所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该可调电感组具有：

一固定电感；及

一第二可调电容，并联于该固定电感，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电容值。

14.根据权利要求8所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该可调电感组具有：

一固定电感；及

一第二可调电容，并联于该固定电感，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电容值。

15.根据权利要求9所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该可调电感组具有：

一固定电感；及

一第二可调电容，并联于该固定电感，且电连接该第一控制电路以受控调整其等效电容值。

16.根据权利要求1所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该电力接收系统还包括一第一控制电路，该第一控制电路具有一第一控制器及一第二控制器，该第一控制器电连接该谐振电路接收一参考电压及该输出电压，进行运算后输出一第一控制信号，用于控制该谐振电路维持共振，该第二控制器电连接该负载接收跨于该负载的一负载电压及预储存一预设电压，进行运算后输出一第二控制信号，用于控制该负载电压等于该预设电压，

其中，该第一控制器还具有一参考电压产生器，该电抗值的该第一电容值、该第二电容值及该第一电感值的三者至少其中之一受控设定该输出电压的一起始状态，以开启该第一控制电路而启动该参考电压产生器，该参考电压产生器受控执行：

调整该电抗值的该第一电容值、该第二电容值及该第一电感值的三者至少其中之一，以改变该谐振电路的该输出电压；

于该输出电压达到一峰值时接收该输出电压，该输出电压是在该谐振电路的一共振频率对应该操作频率时达到该峰值；及

根据该输出电压达到该峰值时所接收的输出电压而产生该参考电压。

17.根据权利要求2所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该电力供应系统还包括：

一整流电路，接收一交流电并转换为一直流电；

一变频电路，电连接该直流电并转换为该具有操作频率的交流电流；

一调整电路，电连接该变频电路及该一次侧线圈之间，且具有一第一可调电抗，该第一可调电抗串联于该一次侧线圈，由一次侧线圈观察，该电力接收系统具有一输入阻抗，该第一可调电抗受控调整其等效电抗值，以抵消该输入阻抗的电抗值；及

一第二控制电路，电连接该第一可调电抗以调整其等效电抗值。

18.根据权利要求17所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第一传感器，用于感测流经该一次侧线圈的电流以输出一电流感测信号，该第二控制电路储存一预设电流信号，并电连接该第一传感器以接收该电流感测信号，将该电流感测信号和该预设电流信号比较并进行运算，以控制该第一可调电抗使该电流感测信号等于该预设电流信号。

19.根据权利要求17所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第二可调电抗，并联于该一次侧线圈及该第一可调电抗，且电连接该第二控制电路，受控调整其等效电抗值。

20.根据权利要求19所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第二传感器，用于感测跨过该第二可调电抗的电压以输出一电压感测信号；及

该第二控制电路储存一共振电压信号，该共振电压信号代表该调整电路、该一次侧线圈及该输入阻抗共振于该操作频率时，该第二可调电抗的电压，该第二控制电路电连接该第二传感器以接收该电压感测信号，将该电压感测信号和该共振电压信号比较并进行运算，以控制该第二可调电抗使该电压感测信号等于共振电压信号。

21.根据权利要求19所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第三可调电抗，电连接于该第二可调电抗的一端及该变频电路之间，且电连接该第二控制电路，受控调整其等效电抗值。

22.根据权利要求21所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第三传感器，电连接于该变频电路的输出端，用于感侧该变频电路输出的电压；及

一第四传感器，电连接该变频电路的输出端，用于感测该变频电路输出的电流；

该第二控制电路还电连接该第三传感器及第四传感器以得知该变频电路输出的电压及电流，比较两者并进行运算，以控制该第三可调电抗使两者相位相等。

23.一种非接触式感应输电设备，适用于供电至一负载，其特征在于：该非接触式感应输电设备包含：

一电力供应系统，包括

一整流电路，接收一交流电并转换为一直流电，

一变频电路，电连接该直流电并转换为一具有可变的操作频率的交流电流，

一个一次侧线圈，根据该交流电流产生一电磁场，

一调整电路，电连接该变频电路及该一次侧线圈之间，且具有一第一可调电抗，串联于该一次侧线圈，由一次侧线圈观察，该电力接收系统具有一输入阻抗，该第一可调电抗受控调整其等效电抗值，以抵消该输入阻抗的电抗值，及

一第二控制电路，电连接该第一可调电抗以调整其等效电抗值；及

一电力接收系统，包括一个二次侧线圈，该二次侧线圈感应该电磁场产生一开回路电压，用以供电至该负载。

24.根据权利要求23所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第一传感器，用于感测流经该一次侧线圈的电流以输出一电流感测信号，该第二控制电路储存一预设电流信号，并电连接该第一传感器以接收该电流感测信号，将该电流感测信号和该预设电流信号比较并进行运算，以控制该第一可调电抗使该电流感测信号等于该预设电流信号。

25.根据权利要求23所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第二可调电抗，并联于该一次侧线圈及该第一可调电抗，且电连接该第二控制电路，受控调整其等效电抗值。

26.根据权利要求25所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第二传感器，用于感测跨过该第二可调电抗的电压以输出一电压感测信号；

该第二控制电路储存一共振电压信号，该共振电压信号代表该调整电路、该一次侧线圈及该输入阻抗共振于该操作频率时，该第二可调电抗的电压，该第二控制电路电连接该第二传感器以接收该电压感测信号，将该电压感测信号和该共振电压信号比较并进行运算，以控制该第二可调电抗使该电压感测信号等于该共振电压信号。

27.根据权利要求25所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第三可调电抗，电连接于该第二可调电抗的一端及该变频电路之间，且电连接该第二控制电路，受控调整其等效电抗值。

28.根据权利要求27所述的非接触式感应输电设备，其特征在于：该调整电路还具有：

一第三传感器，电连接于该变频电路的输出端，用于感测该变频电路输出的电压；及

一第四传感器，电连接该变频电路的输出端，用于感测该变频电路输出的电流；

该第二控制电路还电连接该第三传感器及第四传感器以得知该变频电路输出的电压及电流，比较两者并进行运算，以控制该第三可调电抗使两者相位相等。

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