專利名稱：電子致失能設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使動(dòng)物或人類目標(biāo)失去能力的設(shè)備；以及用于在電極和目標(biāo)之間有空氣隙的電路中提供經(jīng)過電極和目標(biāo)的電流的方法。
最初的眩暈槍是在20世紀(jì)60年代由Jack Cover發(fā)明的。通過遞送高電壓脈沖序列到目標(biāo)的皮膚內(nèi)，使得流經(jīng)目標(biāo)的電流干擾目標(biāo)的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)，這種現(xiàn)有技術(shù)眩暈槍使得目標(biāo)喪失能力。較低功率的系統(tǒng)引起眩暈效應(yīng)。較高功率的系統(tǒng)引起不自覺的肌肉收縮。在兩種設(shè)計(jì)中制做了諸如眩暈槍這樣的電子致失能設(shè)備。第一種設(shè)計(jì)使電極固定到槍上。在操作中，用戶建立電極到目標(biāo)的直接接觸。第二種設(shè)計(jì)通過發(fā)射一對鏢箭，在遠(yuǎn)程目標(biāo)上操作。每個(gè)鏢箭包括一個(gè)電極，該電極通常包括一個(gè)帶倒鉤的尖端。鏢箭與目標(biāo)所著的衣服嚙合，或者與目標(biāo)的皮膚嚙合。在大多數(shù)情況下，在電極之一或兩者與目標(biāo)的皮膚之間存在高阻抗空氣隙，因?yàn)殡姌O之一或兩者與目標(biāo)的衣服接觸，而不是刺入目標(biāo)的皮膚。
常規(guī)眩暈槍100可根據(jù)圖1的功能框圖來實(shí)現(xiàn)。在眩暈槍100中，閉合安全開關(guān)S1將一個(gè)電池102連接到一個(gè)微處理器電路124，并將眩暈槍置于“待命”并準(zhǔn)備好發(fā)射的配置中。隨后板機(jī)開關(guān)S2的閉合引起微處理器124激活高電壓電源104。高電壓電源104輸出約2000伏特的脈沖電壓，該脈沖電壓被耦合以將一個(gè)電容器106充電到2000伏特電源輸出電壓。當(dāng)火花隙GAP1之間的電壓超過空氣的電離電壓時(shí)，一個(gè)相對高的電壓出現(xiàn)在變壓器108的初級(jí)繞組兩端。變壓器108將此電壓逐步升高到電極E1和E2之間的約50000伏特，電離目標(biāo)處的空氣隙GAPA和GAPB中的空氣，該目標(biāo)被模擬為一個(gè)阻抗為Z1的負(fù)載。從而一個(gè)相對較高的電壓被施加到負(fù)載Z1。由于電容器106的輸出電壓迅速降低，流經(jīng)火花隙GAP1的電流減小，引起火花隙中的空氣消電離，并且繼續(xù)開始一個(gè)開路阻抗?；鸹ㄏ禛AP1的這一“重?cái)嚅_”定義了施加到電極E1和E2的每個(gè)輸出脈沖的結(jié)束。圖1所示類型的典型眩暈槍每秒產(chǎn)生五至二十個(gè)脈沖。
Scottsdale，Arizona的Taser International(泰瑟槍國際)已生產(chǎn)了幾年圖1所示類型的稱為Taser_M18型和M26型眩暈槍的眩暈槍。像這樣的高功率眩暈槍通常結(jié)合一個(gè)儲(chǔ)能電容器106，其電容為約0.2微法至約0.88微法。
希望能夠使穿著諸如皮革或織物上衣這樣的衣服的目標(biāo)失去能力。衣服起了在目標(biāo)的皮膚和一個(gè)電極之間建立約0.6cm(0.25英寸)至約2.5cm(1英寸)的空隙的作用。一個(gè)約50000伏特的輸出電壓將會(huì)電離這么長的空氣隙，并且支持足以導(dǎo)致目標(biāo)中的肌肉收縮的電流。有了高功率眩暈槍，例如M18和M26眩暈槍，流過間隔開的眩暈槍輸出電極間的電流幅度將會(huì)引起許多骨骼肌群組剛性收縮。對于人類目標(biāo)，眩暈槍使得目標(biāo)失去保持直立、平衡姿勢的能力。因此，目標(biāo)倒向地面并且喪失能力。
在約50000伏特處，輸出電極E1和E2與目標(biāo)之間的GAPA和GAPB中之一或兩者中的空氣電離，電流開始流經(jīng)電極E1和E2。當(dāng)電極E1和E2被呈現(xiàn)一個(gè)阻抗相對較低的負(fù)載Z1，而不是一個(gè)或多個(gè)高阻抗空氣隙時(shí)，眩暈槍輸出電壓將會(huì)降至低得多的電平。例如，在人類目標(biāo)并且探針與探針間隔約為25cm(10英寸)的情況下，M26型眩暈槍的輸出電壓將從約55000伏特降到約5000伏特。常規(guī)眩暈槍展現(xiàn)這種迅速的電壓降低，因?yàn)檫@種眩暈槍被調(diào)節(jié)為只在單個(gè)模式中操作，以便在一個(gè)阻抗非常高、接近無窮大的空氣隙之間穩(wěn)定地產(chǎn)生一個(gè)電弧。在經(jīng)過電極和目標(biāo)處的一個(gè)或多個(gè)空氣隙形成一個(gè)低阻抗電路后，有效眩暈槍負(fù)載阻抗下降到目標(biāo)的阻抗，一般約為1000歐姆或更小。典型人類對象將會(huì)呈現(xiàn)約2000歐姆的負(fù)載阻抗。
常規(guī)眩暈槍必須被設(shè)計(jì)成具有引起目標(biāo)處的一個(gè)或多個(gè)阻抗非常高的空氣隙之間的電離的能力。因此，這種眩暈槍被設(shè)計(jì)成了產(chǎn)生從約50000到約60000伏特的輸出。電離后，空氣隙阻抗降低到非常低的水平，而眩暈槍繼續(xù)在相同模式中操作，遞送電流或電荷到現(xiàn)在阻抗很低的目標(biāo)中。因此，以上所討論的常規(guī)高功率、高電壓眩暈槍100操作起來效率相對較低，在相對較高的電池功耗下產(chǎn)生相對較低的電肌肉效應(yīng)。
在電容器106處所測得的，M26眩暈槍遞送約26瓦特的輸出功率。由于高電壓電源的效率低下，電池以15脈沖每秒的脈沖速率提供約35瓦特。由于產(chǎn)生高電壓、高功率輸出信號(hào)的要求，M26眩暈槍要求相對較大和相對較重的八個(gè)AA電池組102。此外，M26眩暈槍功率生成固態(tài)元件104、電容器106、升壓變壓器108和變壓器108的初級(jí)側(cè)上的有關(guān)部件必須以相對較高的電流和較高的電壓(2000伏特)操作，而變壓器108的次級(jí)側(cè)的部件必須在反復(fù)暴露到甚至更高的電壓(50000伏特)的情況下操作。
在沒有本發(fā)明的設(shè)備和方法的情況下，制造和操作電子致失能設(shè)備的成本將會(huì)限制這些武器對于法律實(shí)施和個(gè)人安全的使用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括第一和第二電極，以在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；以及一個(gè)高電壓電源，用于生成遞送在所述目標(biāo)上的第一和第二接觸點(diǎn)之間的一個(gè)輸出電壓，以在一個(gè)電極生成一個(gè)正電勢，在另一個(gè)電極生成一個(gè)負(fù)電勢。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的方法，包括從一個(gè)第一儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第一信號(hào)給所述目標(biāo)，以電離所述目標(biāo)處的一個(gè)空氣隙；以及從一個(gè)第二儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第二信號(hào)給所述目標(biāo)，以繼續(xù)經(jīng)過所述空氣隙和經(jīng)過所述目標(biāo)的一個(gè)電流。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的設(shè)備，包括一個(gè)電路，用于從一個(gè)第一儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第一信號(hào)給所述目標(biāo)，以電離所述目標(biāo)處的一個(gè)空氣隙；以及一個(gè)電路，用于從一個(gè)第二儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第二信號(hào)給所述目標(biāo)，以繼續(xù)經(jīng)過所述空氣隙和經(jīng)過所述目標(biāo)的一個(gè)電流。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種用于為由一個(gè)電池操作的設(shè)備監(jiān)視電池容量的方法，包括監(jiān)視所述設(shè)備的多個(gè)模式中的一個(gè)操作模式；測量所述設(shè)備在所述多個(gè)模式中的各個(gè)操作模式中操作的時(shí)間；存儲(chǔ)原始電池容量的標(biāo)記和與所述多個(gè)模式中的每個(gè)操作模式相關(guān)的一個(gè)電池容量消耗比率的標(biāo)記；以及根據(jù)從操作模式監(jiān)視裝置、從操作時(shí)間監(jiān)視裝置和從存儲(chǔ)器接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算一個(gè)消耗的電池能力。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種用于一個(gè)設(shè)備的保用信息系統(tǒng)，包括一個(gè)電路；用于存儲(chǔ)一個(gè)保用持續(xù)時(shí)間的標(biāo)記；一個(gè)電路，用于存儲(chǔ)所述保用的一個(gè)開始時(shí)間；以及一個(gè)電路，用于提供用于操作所述設(shè)備的功率。所述系統(tǒng)還可作為所述設(shè)備的一個(gè)操作者可替換部件，即作為一個(gè)有助于延長保用的替換系統(tǒng)來提供。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種方法，用于提供保用信息給由所述保用覆蓋的設(shè)備的處理器，所述方法包括存儲(chǔ)一個(gè)保用持續(xù)時(shí)間的標(biāo)記；存儲(chǔ)所述保用的一個(gè)開始時(shí)間；以及提供功率用于操作所述設(shè)備。所述方法還可包括提供一個(gè)替換模塊作為所述設(shè)備的一個(gè)操作者可替換部件，所述替換模塊執(zhí)行所述標(biāo)記的存儲(chǔ)、所述開始時(shí)間的存儲(chǔ)以及提供功率，從而有助于延長保用。


以下將參考附圖來描述本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，附圖中類似的數(shù)字表示類似的元件，并且圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種眩暈槍的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種電子致失能設(shè)備的功能框圖；圖3是示出圖2的電路部分201的一個(gè)一般化輸出電壓波形的圖；圖4是示出圖2的電路部分203的一個(gè)一般化輸出電壓波形的圖；
圖5示出一個(gè)高阻抗空氣隙，它可存在于電子致失能輸出電極E1之一與目標(biāo)上的一個(gè)間隔開的位置E3之間；圖6示出電離后圖5的空氣隙；圖7是示出圖3和4的時(shí)間段期間空氣隙GAPA的阻抗的圖；圖8是圖2的設(shè)備的電壓對時(shí)間的圖；圖9是圖2的設(shè)備的電壓對時(shí)間的圖；圖10是圖9的兩個(gè)輸出脈沖序列的時(shí)間的圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的另一種電子致失能設(shè)備的功能框圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的另一種電子致失能設(shè)備的功能框圖；圖13-18是示出時(shí)間T0-T3期間圖12的電容器C1、C2和C3兩端的電壓的時(shí)序圖；圖19是指示圖13-18的時(shí)間間隔期間GAP1和GAP2的有效阻抗的表；圖20是圖2的電路部分201和203的另一種實(shí)現(xiàn)的功能框圖；圖21是圖12的控制器1214的示意圖；圖22圖12的電源1201的示意圖；圖23A和23B形成圖12的設(shè)備的電路的另一部分的示意圖；圖24是圖23B的電路的另一種電路的示意圖；以及圖25是電池功耗表。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的各方面的一種電子致失能設(shè)備，在來自該設(shè)備的電流經(jīng)過目標(biāo)的同時(shí)，暫時(shí)性地使動(dòng)物或人(例如目標(biāo))失去能力，并且可在某種程度上使目標(biāo)無法運(yùn)動(dòng)和/或喪失能力。例如，圖2的電子致失能設(shè)備200包括一個(gè)電源202，第一和第二儲(chǔ)能電容器204和210，以及開關(guān)S1和S2，每個(gè)開關(guān)作為SPST開關(guān)操作，并且?guī)椭x擇性地將兩個(gè)儲(chǔ)能電容器連接到下游電路元件。并聯(lián)或串聯(lián)的任何數(shù)目的物理電容器可用于實(shí)現(xiàn)這里所討論的電容器。開關(guān)可以按任何常規(guī)方式實(shí)現(xiàn)，例如火花隙和/或電子開關(guān)(例如晶體管)。電容器204被開關(guān)選擇性地連接到一個(gè)電壓乘法器208，該電壓乘法器208耦合到第一和第二電極E1和E2。如上文所討論的，電極可被固定或?qū)崿F(xiàn)在鏢箭中。電容器204和210也通過一個(gè)公共導(dǎo)體(電路地)耦合到電極E2。
板機(jī)216(例如與槍板機(jī)類似的一個(gè)開關(guān))控制開關(guān)控制器214，該開關(guān)控制器控制開關(guān)S1 206和S2 212的時(shí)序和閉合。
由設(shè)備200的操作提供的電極E1和E2間的輸出電壓VOUT是由兩個(gè)電路部分201和203中的每一個(gè)提供的電壓的疊加。在操作中，在時(shí)間T0處，電源202被激活。在時(shí)間間隔T0-T1期間電容器204和210充電。在圖3的時(shí)間T1處，開關(guān)控制器214閉合開關(guān)S1，以將電容器204耦合到電壓乘法器208。圖3將時(shí)間段T1至T2期間的VOUT示為相對較高的電壓。
在圖5所示的假設(shè)情況中，一個(gè)高阻抗空氣隙存在于電極E1和目標(biāo)接觸點(diǎn)E3之間；并且皮膚接觸存在于電極E2和目標(biāo)接觸點(diǎn)E4之間。皮膚接觸提供較低(例如接近零)的阻抗。如上文所討論的，接觸點(diǎn)E3和E4在目標(biāo)上是間隔開的。電阻器和ZLOAD符號(hào)表示內(nèi)部目標(biāo)電阻，通常小于1000歐姆，并且對于典型人類目標(biāo)可能約為200歐姆。
將VHIGH電壓施加到E1到E3空氣隙GAPA之間電離空氣隙中的空氣，以形成一個(gè)電弧。從而，如圖7所示，GAPA的阻抗從接近無窮大的量降低到接近零的量，產(chǎn)生圖6所示的電路配置。在已通過短期施加VHIGH輸出信號(hào)建立從E1到E3的這一低阻抗的電離后的通路后，開關(guān)控制器214斷開開關(guān)S1，并閉合開關(guān)S2，以將電容器210耦合到電極E1和E2，如圖4的時(shí)間段T2至T3期間所示。在一個(gè)相當(dāng)大的額外時(shí)間間隔中，電容器210繼續(xù)電離，并保持GAPA兩端的電弧。在時(shí)間間隔T2至T3期間，電容器210的這一持續(xù)的、較低電壓的放電將相當(dāng)大量的電荷傳送經(jīng)過目標(biāo)，以致使目標(biāo)失能。電容器210經(jīng)過目標(biāo)的持續(xù)放電最后將會(huì)耗盡存儲(chǔ)在電容器210中的電荷，并且最終將會(huì)引起輸出電壓降至一個(gè)電壓，在該電壓下在GAPA中電離將不再被支持。然后GAPA將會(huì)回復(fù)到未電離的、高阻抗?fàn)顟B(tài)，引起流經(jīng)目標(biāo)的電流的停止。圖8和9示出時(shí)間T0-T3時(shí)電極間的電壓。
開關(guān)控制器214將被編程為閉合開關(guān)S1一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段，然后閉合開關(guān)S2一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段。
在時(shí)間間隔T3至T4期間，電源202被禁用，以保持一個(gè)出廠預(yù)設(shè)的脈沖重復(fù)率。如圖9和10的時(shí)序圖中所示，這一出廠預(yù)設(shè)的脈沖重復(fù)率定義整個(gè)T0至T4時(shí)間間隔及其在時(shí)間T4至T8中重復(fù)的方式分別對應(yīng)于時(shí)間T0至T4。由一個(gè)微處理器實(shí)現(xiàn)的一個(gè)時(shí)序控制電路在T3至T4時(shí)間間隔期間保持開關(guān)S1和S2處于斷開狀態(tài)，并且禁用電源，直到所需的T0至T4時(shí)間間隔已經(jīng)完成。在時(shí)間T4處，電源將會(huì)被重新激活，以將電容器204和210重新充電到電源輸出電壓。
在另一種實(shí)現(xiàn)中，時(shí)間間隔T2至T3的持續(xù)時(shí)間可被延長。例如，圖11的電子致失能設(shè)備1100包括上述元件，還包括第三電容器1118和二極管D1。高電壓電源1102對電容器1110和1118并行充電。在電容器1102的第二端接地的同時(shí)，電容器1118的第二端經(jīng)過二極管D1返回到地。
圖12的另一個(gè)電子致失能設(shè)備1200是以上參考圖11的功能框圖討論的設(shè)備1100的功能的實(shí)現(xiàn)。在設(shè)備1200中，高電壓電源1202提供兩個(gè)具有相等輸出電壓能力的輸出。每個(gè)輸出提供一個(gè)電流I1到電容器1204和1218(在功能上對應(yīng)于以上討論的第一和第三電容器)，并提供電流I2到電容器1210(在功能上對應(yīng)于以上討論的第二電容器)。高電壓電源1202的第一電壓輸出還連接到GAP1，一個(gè)2000伏特的火花隙；并連接到輸出變壓器1208的初級(jí)繞組，該變壓器的初級(jí)到次級(jí)繞組升壓比為一比二十五。電容器1210的第二端連接到地，而電容器1218的第二端經(jīng)過電阻器R1返回到地。高電壓電源1202的第二輸出電壓還連接到GAP2，一個(gè)3000伏特的火花隙。
火花隙GAP1和GAP2分別與升壓比為1比25的變壓器1208的初級(jí)和次級(jí)繞組串聯(lián)。
在設(shè)備1200中，安全開關(guān)S1的閉合啟用高電壓電源1202的操作，并且將設(shè)備1200置于備用/準(zhǔn)備好操作的配置中。板機(jī)開關(guān)S2的閉合引起微處理器1224聲明一個(gè)激活信號(hào)到高電壓電源1202。作為響應(yīng)，電源1202啟動(dòng)對電容器1204和1218充電的電流I1和對電容器1210充電的電流I2?，F(xiàn)在將參考圖13至18的電壓對時(shí)間圖進(jìn)一步描述此電容器充電時(shí)間間隔。
在時(shí)間間隔T0至T1期間，響應(yīng)于來自高電壓電源1202的輸出，電容器1204(C1)、1210(C2)和1218(C3)從零電壓充電達(dá)到約2,000伏特?；鸹ㄏ禛AP1和GAP2保持?jǐn)嚅_，具有接近無窮大的阻抗。在時(shí)間T1處，電容器C1和C3的電壓接近GAP1的2000伏特額定擊穿。在火花隙GAP1的擊穿電壓下，一個(gè)電弧將被形成在GAP1之間，并且GAP1的阻抗將會(huì)降低至接近零的量。此降低開始于圖13-16中的時(shí)間T1處。從時(shí)間T1處開始，電容器C1將會(huì)開始通過變壓器1208的初級(jí)繞組放電。通過變壓器1208的操作，電極E1和E2間的電壓迅速降低到約-50000伏特，如圖16所示。電容器C1兩端的電壓(圖15)目對較慢地從約2000伏特開始降低，而火花隙GAP2之間的電壓相對較慢地向著GAP2的擊穿電壓升高(圖16)。
設(shè)備1200展示兩種在輸出電極E1和E2之間提供輸出信號(hào)VOUT的模式。在第一操作模式中，提供一個(gè)相對較高的電壓，以便用由時(shí)間間隔T1至T2期間電容器C1提供的能量電離GAPA中的空氣。在第二操作模式中，時(shí)間間隔T2至T3期間，電容器C2和C3提供的能量提供相對較低的電壓。在時(shí)間間隔T1至T2的結(jié)束處，由于火花隙GAP2和GAPA以較低(接近零)的阻抗導(dǎo)通，設(shè)備1200開始在第二操作模式中操作。在時(shí)間T2處，火花隙GAP2和GAPA中的空氣被電離，允許電容器C2和C3經(jīng)過電極E1和E2以及目標(biāo)的相對較低的阻抗負(fù)載放電。如圖17所示，在時(shí)間接近T2之時(shí)，電容器C1被放電到接近零的量。在時(shí)間T2之前電容器C1不放電，因?yàn)榛鸹ㄏ禛AP2是斷開的。在時(shí)間間隔T2至T3期間，由于電容器C2和C3經(jīng)過(從輸出端E1和E2之間所看到的)現(xiàn)在較低的阻抗(只有目標(biāo))負(fù)載放電，這些電容器兩端的電壓降低到零。
圖18給出時(shí)間間隔T2和T3期間GAP2之間的電壓以及電極E1和E2之間的電壓。在時(shí)間間隔T2至T3中的大部分期間，電極E1和E2之間的電壓的絕對值小于約2000伏特。
在根據(jù)本發(fā)明的各方面的一種電子致失能設(shè)備中，電容器C1可提供約0.14微法，并且可在約1.5微秒的時(shí)間間隔T1至T2期間放電。電容器C2和C3可各自提供約0.02微法，并且可在約50微秒的時(shí)間間隔T2至T3期間放電。
在其他實(shí)現(xiàn)中，其他持續(xù)時(shí)間被用于時(shí)間間隔T1至T2的持續(xù)時(shí)間。此持續(xù)時(shí)間可在約1.5至約0.5微秒的范圍中。
在其他實(shí)現(xiàn)中，其他持續(xù)時(shí)間被用于時(shí)間間隔T2至T3的持續(xù)時(shí)間。此持續(xù)時(shí)間可在約20至約200微秒的范圍中。
時(shí)間間隔T0至T1的持續(xù)時(shí)間取決于電源1201在對電容器C1、C2和C3充電的同時(shí)提供足夠操作設(shè)備1200的電流的能力。例如，與帶一個(gè)已經(jīng)部分放電的電池的電路操作相比，一個(gè)新電池1201可縮短T0至T1時(shí)間間隔。在寒冷環(huán)境溫度中，設(shè)備1200的操作可降低電池容量，并且還可增加時(shí)間間隔T0至T1的持續(xù)時(shí)間。
非常希望的是，能夠以參考圖9和圖10所討論的預(yù)定的脈沖重復(fù)率操作如上所討論的電子致失能設(shè)備。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，控制器1214包括一個(gè)常規(guī)微處理器電路，該電路被編程為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的各種方面的方法。根據(jù)本發(fā)明的各種方面，控制器1214根據(jù)一個(gè)反饋信號(hào)提供激活信號(hào)給高電壓電源1202，以控制數(shù)字脈沖控制間隔的持續(xù)時(shí)間(圖10)，從而控制周期持續(xù)時(shí)間(圖10的TA和TB)。數(shù)字脈沖控制間隔對應(yīng)于以上討論的時(shí)間間隔T3至T4。
例如，圖12的控制器1214包括微處理器1224和反饋信號(hào)調(diào)節(jié)電路1222。微處理器1224經(jīng)由反饋信號(hào)調(diào)節(jié)電路1222接收來自高電壓電源1202的一個(gè)反饋信號(hào)。響應(yīng)于反饋信號(hào)，反饋信號(hào)調(diào)節(jié)電路向微處理器1224提供一個(gè)狀態(tài)信號(hào)。微處理器1224檢測何時(shí)達(dá)到如圖4、7、8、9、10、17和18所示的時(shí)間T3。由于操作周期的開始時(shí)間T0是已知的，因此從時(shí)間T3開始，直到足夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)的脈沖重復(fù)率的時(shí)間為止(例如時(shí)間間隔T3至T4)，微處理器將會(huì)保持高電壓電源在關(guān)斷或禁用操作模式中。雖然時(shí)間間隔T3至T4的持續(xù)時(shí)間可變化，以補(bǔ)償其他時(shí)間間隔，但微處理器保持T0至T4的時(shí)間間隔，以實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的脈沖重復(fù)率。
“火花隙開/關(guān)時(shí)序”的圖19表示四個(gè)有關(guān)操作時(shí)間間隔期間GAP1和GAP2的配置的簡化總結(jié)。配置“關(guān)”表示高阻抗、未電離的火花隙狀態(tài)，而配置“開”表示電離后的狀態(tài)，在該狀態(tài)中已達(dá)到火花隙擊穿電壓。
在另一種設(shè)備實(shí)現(xiàn)中，設(shè)備內(nèi)的電壓被降低，以有助于利用常規(guī)絕緣材料設(shè)計(jì)緊湊的電子致失能設(shè)備。例如，一種實(shí)現(xiàn)可使用一個(gè)具有雙輸出的電壓乘法器，每個(gè)輸出提供一半輸出電壓。于是電極E1和E2之間的電壓可為雙輸出電壓之和。例如，圖20的電壓乘法器電路2000包括變壓器1008，該變壓器具有單個(gè)初級(jí)繞組，以及中心抽頭的或兩個(gè)單獨(dú)的次級(jí)繞組。從初級(jí)繞組到每個(gè)次級(jí)繞組的升壓比為1到12.5。變壓器1208仍達(dá)到了實(shí)現(xiàn)25比1的升壓比的目標(biāo)，該升壓比用于從約2000伏特的電源生成約50000伏特的輸出信號(hào)。與使用一個(gè)次級(jí)繞組的設(shè)計(jì)相比，此雙次級(jí)變壓器配置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是施加到每個(gè)次級(jí)繞組的最大電壓降低了50％。可能需要這種降低的次級(jí)繞組操作電勢，以用給定量的變壓器絕緣實(shí)現(xiàn)更高的輸出電壓，或者用于給輸出變壓器的元件帶來較小的高電壓壓力。
與由如上文所討論的Taser M26眩暈槍所代表的常規(guī)眩暈槍相比，通過使用根據(jù)本發(fā)明的一種電子致失能設(shè)備可實(shí)現(xiàn)重大且令人印象深刻的益處。例如，M26眩暈槍利用約0.88微法的單個(gè)儲(chǔ)能電容器。當(dāng)被充電到2000伏特時(shí)，該電容器在每個(gè)輸出脈沖期間存儲(chǔ)并隨后釋放約1.76焦耳的能量。對于15脈沖每秒的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)率以及1.76焦耳每脈沖，M26眩暈槍要求約35瓦特的輸入功率，正如上文所說明的，該輸入功率必須由一個(gè)利用8個(gè)串聯(lián)的AA堿性電池的較大的、相對較重的電池電源來提供。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種電子致失能設(shè)備可使用具有如下電容的電容器C1約為0.07微法，C2約為0.01微法。C1和C2的電容之和約為0.08微法。使用C1和C2的這些值的一個(gè)電子致失能設(shè)備200從存儲(chǔ)在這些電容器上的約0.16焦耳的能量中提供每個(gè)輸出脈沖。在約15脈沖每秒的脈沖重復(fù)率的情況下，這兩個(gè)電容器在電容器處消耗約2.4瓦特的電池功率，在電池處消耗大概3.5至4瓦特的功率。因此，電池可以為單個(gè)AA大小的電池。與上文所討論的M26眩暈槍相比，此電子致失能設(shè)備實(shí)現(xiàn)90％的功耗降低。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種電子致失能設(shè)備生成如圖3和4所示的一個(gè)時(shí)間序列的、成形的電壓輸出波形。輸出波形適應(yīng)所示的兩種不同的負(fù)載配置高阻抗T1至T2第一操作時(shí)間間隔期間的一種相對高電壓輸出操作模式，出及在低阻抗第二T2至T3操作時(shí)間間隔期間的一種相對低電壓輸出操作模式。
一個(gè)額外的益處是，電路元件在較低功率水平和較低的電平下操作，導(dǎo)致更可靠的電路操作。此外，可在一個(gè)物理上緊湊得多的設(shè)計(jì)中組裝這種電子致失能設(shè)備。在根據(jù)本發(fā)明的各種方面的眩暈槍的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室原型實(shí)施例中，與M26眩暈槍的尺寸相比，原型尺寸降低了約50％，重量降低了約60％。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，電池容量由控制器預(yù)測。此外，一個(gè)電池容量讀數(shù)可被提供給用戶。在大多數(shù)電子設(shè)備中，剩余電池容量或者可通過在操作期間測量電池電壓來預(yù)測，或者通過對電池放電電流在時(shí)間上積分來預(yù)測。由于以上所討論的幾種操作模式，現(xiàn)有技術(shù)電池管理方法產(chǎn)生不可靠的結(jié)果。由于環(huán)境溫度強(qiáng)烈影響電池容量，并且希望電子致失能設(shè)備的操作處于寬范圍的環(huán)境溫度中，因此沒有溫度補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)有技術(shù)電池容量預(yù)測方法產(chǎn)生甚至更不可靠的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種電子致失能設(shè)備(例如根據(jù)圖21-25)的電池功耗隨著操作模式按如下方式而變化。在一種實(shí)現(xiàn)中，除以上所討論的元件外，設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘、一個(gè)激光器以及一個(gè)閃光燈。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可汲取約3.5微安。如果系統(tǒng)安全開關(guān)S1被打開，則現(xiàn)在激活的微處理器及其時(shí)鐘可汲取約4毫安。如果被啟用，并且如果安全開關(guān)被打開，則激光目標(biāo)指示器可汲取約11毫安。如果被啟用，并且如果安全開關(guān)被打開，則前向低強(qiáng)度雙白LED閃光燈可汲取約63毫安。如果安全開關(guān)被打開并且板機(jī)開關(guān)S2被扣動(dòng)，則設(shè)備將會(huì)汲取約3至約4安培。因此，最小到最大耗用電流將按約1000000到1的比率變化。
進(jìn)一步使事情復(fù)雜化的是，組裝在系統(tǒng)電池模塊中的鋰電池的容量可在操作溫度范圍上大大變化。在-20℃下，電池模塊可遞送約100個(gè)5秒的放電周期。在+30℃下，電池模塊可遞送約350個(gè)5秒的放電周期。
從最溫暖到最寒冷的操作溫度范圍，以及從最低到最高電池耗用函數(shù)，電池壽命從約5000000變化1。
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的一種電池容量評估系統(tǒng)根據(jù)在不同負(fù)載下和不同溫度條件下對關(guān)鍵電池參數(shù)的實(shí)驗(yàn)室測量，來預(yù)測剩余電池容量。這些測得的電池容量參數(shù)作為一個(gè)表(例如圖25的列1和2)被電子存儲(chǔ)在每個(gè)電池模塊中所包括的一個(gè)電子非揮發(fā)性存儲(chǔ)器設(shè)備中(圖22)。如圖21和22所示，適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)接口接觸使得微處理器能夠與電子存儲(chǔ)在電池模塊2200中的表通信，以預(yù)測電池的剩余容量(2202和2204)。帶有內(nèi)部電子非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的電池模塊2200可被稱為數(shù)字功率庫(DPM)，或者簡單地稱為系統(tǒng)電池模塊。
構(gòu)造電池模決的數(shù)據(jù)表所需的數(shù)據(jù)是通過在選中的溫度下操作電子致失能設(shè)備、同時(shí)在每個(gè)溫度間隔處記錄電池性能和壽命來收集的。
產(chǎn)生的電池容量測量結(jié)果被收集，并組織到圖25所示類型的表格式數(shù)據(jù)表中。每個(gè)系統(tǒng)特征的電池耗用參數(shù)被計(jì)算，并根據(jù)該特征的可感測操作條件被翻譯成以微安-小時(shí)(μAH)為單位的標(biāo)準(zhǔn)耗用值。例如，保持時(shí)鐘存活所需的電池耗用由一個(gè)以μAH為單位的數(shù)字表示，該數(shù)字合計(jì)保持時(shí)鐘存活約24小時(shí)所需的電流。對微處理器、前向閃光燈以及激光器目標(biāo)指示器加電一秒的電池耗用是由具有以μAH為單位的值的單獨(dú)的表?xiàng)l目來表示的。在發(fā)射模式中操作槍所需的電池耗用由發(fā)射一個(gè)單個(gè)功率輸出脈沖所需的以μAH為單位的數(shù)字表示。
為了允許在所有所需的溫度下操作，在保持跟蹤電池耗用和剩余電池容量的同時(shí)，每個(gè)增量溫度處的總可用電池容量被測量。25℃(環(huán)境)下的以μAH為單位的電池容量被編程到表中，以表示一個(gè)規(guī)一化的百分之百電池容量值。其他溫度下的電池表耗用數(shù)字被調(diào)整，以與25℃的總(百分之百)電池容量數(shù)字協(xié)調(diào)。例如，由于-20℃下的總電池容量被測得為接近25℃下的電池容量的35％，因此-20℃下的μAH數(shù)字被乘以1/0.35。
用于以上所討論的表的存儲(chǔ)器中的一個(gè)附加位置(圖25中未示出)被微處理器用于保持跟蹤已使用的電池容量。如果安全選擇器保持處于“待用”位置，則約每隔一秒此數(shù)字(即已使用的電池容量)被更新，如果安全選擇器保持處于“安全”位置，則約每隔二十四小時(shí)此數(shù)字被更新。剩余電池容量百分比是通過將此數(shù)字除以總電池容量來計(jì)算的。每次設(shè)備處于待命狀態(tài)時(shí)，設(shè)備在一個(gè)兩位中央信息顯示器(CID)上顯示此剩余電池容量百分比，顯示時(shí)間為兩秒鐘。
在以下討論中，設(shè)備2300被稱為X26型。
圖22示出位于X26電池模塊內(nèi)的電子電路。如圖22的示意圖中所示，可移除電池模塊由兩個(gè)串聯(lián)的3伏特CR123鋰電池以及一個(gè)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器設(shè)備組成。非揮發(fā)性存儲(chǔ)器設(shè)備可采取一個(gè)24AA128閃存的形式，該閃存包括128K比特的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。如圖21和22所示，X26系統(tǒng)微處理器與電池模塊之間的電接口和數(shù)據(jù)接口由一個(gè)6引腳插孔JP1建立，并且提供一個(gè)2-路I2C串行總線，用于數(shù)據(jù)傳輸用途。
雖然已經(jīng)聯(lián)系監(jiān)視眩暈槍的電池供能電源的剩余容量描述了電池容量監(jiān)視裝置和方法，但此發(fā)明性特征易被應(yīng)用到任何包括一個(gè)微處理器的電池供能的電子設(shè)備，例如蜂窩電話、便攜式攝像機(jī)、筆記本電腦、數(shù)字照相機(jī)和PDA。這些種類的電子設(shè)備中的每一種都頻繁地在各種不同的操作模式之間轉(zhuǎn)換，其中每種操作模式消耗不同級(jí)別的電池功率。例如，蜂窩電話選擇性地在以下不同功耗模式中操作(1)功率關(guān)/微處理器時(shí)鐘開；(2)功率開，備用/接收模式；(3)接收呼入電話呼叫并放大接收到的音頻輸入信號(hào)；(4)生成約600毫瓦的RF功率輸出的發(fā)射模式；(5)響應(yīng)于呼入呼叫，響鈴信號(hào)被激活；以及(6)背光燈開。
為了在一個(gè)蜂窩電話實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，將提供與圖22電示意圖所示的類似的一個(gè)電池模塊。該模塊將包括一個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備，例如由圖22示意圖中的參考數(shù)字U1所表示的元件，用于接收和存儲(chǔ)以上參考圖25所討論的類型的一個(gè)電池消耗表。然后蜂窩電話微處理器可被編程為在加電時(shí)或者響應(yīng)于一個(gè)用戶可選擇的請求，讀出或顯示電池模塊內(nèi)剩余的電池容量或者已使用的容量的百分比。
類似的分析和益處適用于本發(fā)明的電池容量監(jiān)視器對諸如筆記本電腦這樣的其他應(yīng)用的應(yīng)用，該筆記本電腦在以下不同的電池功耗模式之間切換(1)CPU開，但在備用節(jié)電模式中操作；(2)CPU在正常模式中操作，并且硬盤驅(qū)動(dòng)器處于“開”配置；(3)CPU在正常模式中操作，并且硬盤驅(qū)動(dòng)器處于“關(guān)”配置；(4)CPU“開”，并且LCD屏幕也處于“開”完全照明模式；(5)CPU正常操作，并且LCD屏幕切換到“關(guān)”節(jié)電配置；(6)調(diào)制解調(diào)器開/調(diào)制解調(diào)器關(guān)模式；(7)光驅(qū)，例如DVD或CD ROM驅(qū)動(dòng)器在播放模式中操作；(8)光驅(qū)，例如DVD或CD ROM驅(qū)動(dòng)器在記錄或?qū)懩Ｊ街胁僮鳎灰约?9)與在無音頻輸出信號(hào)的情況下操作相對，筆記本音頻系統(tǒng)生成音響輸出。
在以上所提出的每種情況中，對于每種不同的功耗模式，根據(jù)每個(gè)個(gè)別的操作元件的功耗，電池容量表將會(huì)被校準(zhǔn)。對于指定數(shù)目的不同環(huán)境溫度操作范圍，電池容量也將被量化。
可根據(jù)本發(fā)明的各種方面實(shí)現(xiàn)跟蹤制造商保用(warranty)上所剩余的時(shí)間以及更新和延長截止日期。本發(fā)明的一種X26系統(tǒng)實(shí)施例在從工廠裝運(yùn)時(shí)，具有一個(gè)內(nèi)部電池模塊(DPM)，該模塊具有足以在遠(yuǎn)長于10年的時(shí)間中對內(nèi)部時(shí)鐘供能的電池容量。內(nèi)部時(shí)鐘在工廠處被設(shè)置為格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(GMT)。內(nèi)部X26系統(tǒng)電子保用跟蹤器開始從第一次板機(jī)扣動(dòng)開始對工廠預(yù)設(shè)的保用期或持續(xù)時(shí)間倒計(jì)時(shí)，該第一次板機(jī)扣動(dòng)發(fā)生在X26系統(tǒng)被工廠組裝用于裝運(yùn)之后約24小時(shí)或以上。
只要電池模塊被從X26系統(tǒng)中移除、并且在一或多秒鐘之后被替換，則X26系統(tǒng)將會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)初始化程序。在該程序期間，2-位LED中央信息顯示(CID)，順序讀出一連串的2-位數(shù)字，這些2-位數(shù)字表示以下數(shù)據(jù)(1)按格式Y(jié)Y/MM/DD的表示保用截止日期的第一個(gè)3組2-位數(shù)字；(2)當(dāng)前日期被顯示YY/MM/DD；(3)以攝氏度為單位的內(nèi)部溫度被顯示XX(負(fù)數(shù)是通過使數(shù)字閃爍來表示的)；以及(4)軟件修訂本被顯示XX。
可通過經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)通信或通過購買替換電池模塊來延長系統(tǒng)保用。X26系統(tǒng)包括一個(gè)USB數(shù)據(jù)接口模塊附件，它與用于電池模塊12的X26系統(tǒng)插座的形狀物理上兼容。USB數(shù)據(jù)模塊可被插入X26系統(tǒng)電池模塊插座內(nèi)，并且包括一組電接觸，這組電接觸與位于X26系統(tǒng)電池模塊外殼內(nèi)的插孔JP1兼容。USB接口模塊可電連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)USB端口，該端口經(jīng)由插孔JP1向X26系統(tǒng)提供能量。雖然USB接口通常用于從X26系統(tǒng)下載射擊數(shù)據(jù)，但它也可用于延長保用期或下載新軟件到X26微處理器系統(tǒng)中。為了更新保用，用戶移除X26電池模塊，插入U(xiǎn)SB模塊，將一條USB電纜連接到一臺(tái)啟用了互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)，到www.Taser.com網(wǎng)站，遵循下載X26系統(tǒng)保用延長指示，并且通過信用卡為所需的延長的保用期付款。
或者，可通過從工廠購買一個(gè)特別編程的電池模塊來延長系統(tǒng)保用，該電池模塊具有對存儲(chǔ)在X26微處理器中的保用截止數(shù)據(jù)重新編程所需的軟件和數(shù)據(jù)。保用延長電池模塊被插入到X26系統(tǒng)電池插座中。如果X26系統(tǒng)保用期尚未截止，則傳送到X26微處理器的數(shù)據(jù)將延長當(dāng)前保用截止日期，延長時(shí)間為預(yù)編程到延長保用電池模塊中的時(shí)段。一旦延長的保用截止日期已被存儲(chǔ)到X26系統(tǒng)內(nèi)，微處理器就將啟動(dòng)一個(gè)電池插入初始化序列，然后將會(huì)顯示新的保用截止日期。各種不同的保用延長模塊可被提供來延長單個(gè)X26系統(tǒng)的保用期，或者為多個(gè)系統(tǒng)提供保用延長，正如延長由整個(gè)警察部門所使用的多個(gè)X26系統(tǒng)的保用可能會(huì)要求的那樣。如果保用延長模塊只包括一個(gè)保用延長，則X26微處理器將會(huì)把模塊中的保用更新數(shù)據(jù)重置為零。模塊可在保用延長操作之后或之前充當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池模塊。X26系統(tǒng)可被編程為每當(dāng)保用延長模塊被插入到武器中時(shí)，接收一個(gè)保用延長，例如一年的延長。
本發(fā)明的保用配置/保用延長特征還能很容易地適用于與任何基于微處理器的具有一個(gè)可移除電池的電子設(shè)備或系統(tǒng)一起使用。例如，當(dāng)應(yīng)用到具有一個(gè)可移除電池模塊的蜂窩電話時(shí)，一個(gè)與圖22電示意圖所示的類似的電路可被提供在蜂窩電話電池模塊中，以與蜂窩電話微處理器系統(tǒng)接口。正如本發(fā)明的X26系統(tǒng)中的情況那樣，在工廠處，蜂窩電話最初可被編程為在蜂窩電話初次被最終用戶/消費(fèi)者加電時(shí)反映一個(gè)預(yù)定持續(xù)時(shí)間的設(shè)備保用。通過購買一個(gè)包括適用于對蜂窩電話微處理器內(nèi)的保用截止日期重新編程的數(shù)據(jù)的特別配置的蜂窩電話替換電池，消費(fèi)者可以很容易地在更新系統(tǒng)保用的同時(shí)替換蜂窩電話電池。
或者，結(jié)合本發(fā)明的保用延長特征的電子設(shè)備的購買者可返回到零售商店，例如Best Buy或Circuit City，購買保用延長，并且讓零售商代表延長板上系統(tǒng)保用。可通過臨時(shí)插入一個(gè)主電池模塊來實(shí)現(xiàn)此保用延長，該主電池模塊中結(jié)合了由零售商從OEM制造商購買的特定數(shù)目的保用延長。或者，零售商可附接一個(gè)USB接口模塊到用戶的蜂窩電話，或者從零售商的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接提供保用延長，或者通過由OEM制造商的網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)提供保用延長。
與通常利用不可充電的電池模塊的上述系統(tǒng)相比，對于利用可充電電池電源的電子設(shè)備，例如蜂窩電話和可攜式攝像機(jī)中的情況，電池?fù)p耗發(fā)生得不那么頻繁。對于這種可充電電池應(yīng)用，終端用戶/消費(fèi)者可購買一個(gè)包括保用更新數(shù)據(jù)的替換可充電電池模塊，并且可同時(shí)折價(jià)賣出消費(fèi)者原來的可充電電池。
對于本發(fā)明的保用延長特征的更廣泛的應(yīng)用，該特征可被提供來延長其他設(shè)備的保用，其中其他設(shè)備例如是桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或者甚至汽車。對于這種應(yīng)用，OEM制造商或零售商可向消費(fèi)者的桌面計(jì)算機(jī)、監(jiān)視器或汽車提供適當(dāng)?shù)谋Ｓ醚娱L數(shù)據(jù)，換取適當(dāng)?shù)馁M(fèi)用。通過紅外數(shù)據(jù)通信端口、硬連接USB數(shù)據(jù)鏈接、IEEE 1394數(shù)據(jù)接口端口、諸如Bluetooth(藍(lán)牙)的無線協(xié)議或在產(chǎn)品與保用延長數(shù)據(jù)源之間交換保用延長數(shù)據(jù)的任何其他裝置，經(jīng)由與消費(fèi)者產(chǎn)品的直接接口，這種數(shù)據(jù)可被提供給保用的產(chǎn)品。
提供“智能”電池模塊的另一個(gè)益處是X26系統(tǒng)可由電池模塊提供固件更新。當(dāng)一個(gè)具有新固件的電池模塊被插入到X26系統(tǒng)中時(shí)，X26系統(tǒng)微處理器將會(huì)從電池模塊中讀出幾個(gè)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)字節(jié)。在讀出存儲(chǔ)在電池模塊內(nèi)的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的新程序的軟件配置和硬件兼容性表字節(jié)以評估硬件/軟件兼容性和軟件版本號(hào)后，系統(tǒng)軟件更新將會(huì)在適當(dāng)時(shí)發(fā)生。通過讓X26系統(tǒng)中的微處理器(參見圖21)讀取電池模塊存儲(chǔ)器程序部分中的字節(jié)，并且將適當(dāng)軟件編程到X26系統(tǒng)的非揮發(fā)性程序存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)固件更新過程被實(shí)現(xiàn)。
X26系統(tǒng)還可通過將一個(gè)USB模塊連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)以將新程序下載到USB模塊內(nèi)提供的一個(gè)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，來經(jīng)過USB接口模塊接收程序更新。然后USB模塊被插入到X26系統(tǒng)電池插座中。X26系統(tǒng)將會(huì)把USB模塊識(shí)別為提供一個(gè)USB重編程功能，并且將會(huì)實(shí)現(xiàn)與以上所述的經(jīng)由電池模塊的X26系統(tǒng)重編程相同的序列。
圖23和24中示意性示出的高電壓組合件(HVA)根據(jù)一個(gè)約3伏特至約6伏特的輸入提供一個(gè)約50000伏特的輸出。為了在微處理器故障或鎖住的情況下，提供最大安全性，避免誤扣動(dòng)板機(jī)，并且最小化X26系統(tǒng)可激活或保持激活的危險(xiǎn)，從微處理器(圖22)到HVA(圖23A和23B(或24))的“使能(ENABLE)”信號(hào)已被特別編碼。
為了啟用HVA，微處理器必須輸出一個(gè)500Hz方波，其幅度為約2.5伏特至約6伏特，占空因數(shù)約為50％。HVA電源內(nèi)的D6串聯(lián)二極管對使能信號(hào)“整流”，并且利用它對電容器C6充電。電容器C6兩端的電壓被用于運(yùn)行HVA中的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器U1。
如果在約一毫秒以上的時(shí)間中使能信號(hào)變低，則幾個(gè)功能操作以將PWM控制器關(guān)閉。電容器C6兩端的電壓將會(huì)降低到PWM不能再運(yùn)行的電平，導(dǎo)致HVA關(guān)閉。到U1“運(yùn)行(RUN)”引腳的輸入必須高于閾值電平。該點(diǎn)的電平表示“使能”波形的時(shí)間平均(由于R1和C7)。如果使能信號(hào)變低，則電容器C7將會(huì)在約1毫秒后放電和禁用控制器。
在使能信號(hào)變高時(shí)，電阻器R3對電容器C8充電。如果C8上的充電電平超過1.23伏特，則PWM將會(huì)關(guān)閉-停止遞送50000伏特輸出脈沖。每次使能信號(hào)變低時(shí)，電容器C8被放電，確保在使能信號(hào)又變高并且開始對C8充電時(shí)PWM能保持“開”。任何時(shí)候只要使能信號(hào)在多于1毫秒的時(shí)間中保持為高，PWM控制器就會(huì)關(guān)斷。
編碼后的使能信號(hào)要求使得使能信號(hào)必須以約500Hz的頻率脈動(dòng)，以激活HVA。如果使能信號(hào)保持高或低電平，則PWM控制器將會(huì)關(guān)斷，停止遞送50000伏特輸出脈沖。
X26系統(tǒng)高電壓輸出電路的配置代表了X26系統(tǒng)與常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)眩暈槍的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別?，F(xiàn)參見圖23A和B，將會(huì)說明X26系統(tǒng)高電壓“成形脈沖”組合件的結(jié)構(gòu)和功能。開關(guān)模式電源將通過二極管D1、D2和D3對電容器C1、C2和C3充電。注意二極管D1和D2可連接到2301(T1)的相同或不同繞組，以修改輸出波形。T1初級(jí)和次級(jí)繞組的比率以及GAP1、GAP2和GAP3上的火花隙電壓可被配置，以使得GAP1始終將會(huì)首先擊穿和開火。當(dāng)GAP1開火時(shí)，2000伏特被施加到火花線圈變壓器2305(T2)從引腳6到引腳5的初級(jí)繞組兩端。根據(jù)兩個(gè)輸出電極E1和E2之間的空氣隙間距，火花線圈變壓器T2上從引腳1到2和從引腳3到4的次級(jí)電壓將接近25000伏特。空氣隙越小，在輸出端E1至E2之間的空氣隙擊穿之前的輸出電壓越小，有效地鉗制了輸出電平。
由C1經(jīng)過GAP1和T2放電而在次級(jí)電流通路中引起的電壓建立起一個(gè)跨C2、GAP2、E1到E2、GAP3、C3和C1的電壓。當(dāng)空氣隙(GAP2、E1到E2和GAP3)間的累積電壓高到足以使它們擊穿時(shí)，電流將開始在電路中流動(dòng)，從C2到GAP2，經(jīng)過輸出電極E1到E2，經(jīng)過GAP3，經(jīng)過與C1串聯(lián)的C3，返回到地。只要C1通過GAP1和T2驅(qū)動(dòng)輸出電流，所述輸出電流將會(huì)保持負(fù)極性。因此，C2和C3中存儲(chǔ)的電荷水平都會(huì)升高。一旦C1稍微被放電，T1將無法保持輸出繞組兩端(從引腳到引腳2，以及從引腳3到引腳4)的輸出電壓。此時(shí)，輸出電流將會(huì)逆轉(zhuǎn)，開始在正向流動(dòng)，并將開始耗盡C2和C3上的電荷。C1的放電被稱為“電弧”階段。C2和C3的放電被稱為肌肉“刺激”階段。
由于圖24所示的高電壓輸出線圈T2由兩個(gè)單獨(dú)的次級(jí)繞組組成，所述兩個(gè)次級(jí)繞組在E1上產(chǎn)生負(fù)極性火花電壓隨后在E2上產(chǎn)生正極性火花電壓，因此從電極E1或E2到主武器地所測量到的峰值電壓不會(huì)超過約25000伏特，而在電源輸出端E1和E2之間所測得的峰值電壓將會(huì)達(dá)到約50000伏特。如果輸出線圈T2只利用單個(gè)次級(jí)繞組，正如現(xiàn)有技術(shù)眩暈槍和本發(fā)明的其他實(shí)施例中的情況那樣，則從一個(gè)輸出電極(E1或E2)到主武器地的最大電壓將會(huì)達(dá)到約50000伏特。由于25000伏特輸出將會(huì)在建立50000伏特電弧的空氣隙的一半以下的空氣隙之間建立電弧，因此將峰值輸出端到地的電壓降低50％，從約50000伏特降到約25000伏特，會(huì)以大于2比1的比率降低此版本的X26系統(tǒng)的用戶會(huì)被高電壓輸出脈沖電擊的危險(xiǎn)。對于手持眩暈槍武器，這代表了重大安全性增強(qiáng)。
現(xiàn)在參考圖23和24示意圖，來自HVA(T1處)的初級(jí)側(cè)的一個(gè)反饋信號(hào)為圖21的微處理器提供一種機(jī)制，用于間接確定電容器C1上的電壓，從而確定X26系統(tǒng)電源在其脈沖開火序列內(nèi)的何處操作。此反饋信號(hào)被微處理器用于控制輸出脈沖重復(fù)率。
通過使微控制器在短時(shí)間內(nèi)停止切換使能信號(hào)，從而抑制返回脈沖速率，以達(dá)到預(yù)設(shè)的較低的值，系統(tǒng)脈沖率可被控制，以產(chǎn)生恒定或時(shí)變的脈沖速率。預(yù)設(shè)的值可根據(jù)脈沖序列的長度來更改。例如，在警察模型中，系統(tǒng)可被預(yù)編程為使得單次板機(jī)扣動(dòng)交替產(chǎn)生5秒鐘長的電源激活時(shí)段。對于該5秒時(shí)段的前2秒，微處理器可被編程為將脈沖速率控制(拉回)約19脈沖每秒(PPS)，而對于5秒時(shí)段的后3秒，脈沖速率可被編程為被降低到約15PPS。如果在5秒時(shí)段過去后，操作者繼續(xù)扣下板機(jī)，則X26系統(tǒng)可被編程為繼續(xù)以15PPS放電，只要板機(jī)被扣下。或者X26系統(tǒng)可被編程為產(chǎn)生各種不同的脈沖重復(fù)率配置，例如0-2秒17PPS，2-5秒12PPS，5-6秒0.1PPS6-12秒11PPS，12-13秒0.1PPS，13-18秒10PPS18-19秒0.1PPS，18-23秒9PPS。
這種可選擇的脈沖重復(fù)率配置可被應(yīng)用到X26系統(tǒng)的平民版本，其中需要較長的激活時(shí)段。此外，較低脈沖速率將會(huì)降低電池功耗，延長電池壽命，并且可能增大醫(yī)學(xué)安全因子。
為了更詳細(xì)說明圖21-24所示的X26系統(tǒng)的操作，HVA的操作周期可被劃分成如圖26所示的以下4個(gè)時(shí)段。在從T0到T1的第一時(shí)段中，電容器C1、C2和C3被一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)電源充電到火花隙GAP1的擊穿電壓。在從T1到T2的第二時(shí)段中，GAP1切換到開，允許C1經(jīng)過高電壓火花變壓器T2的初級(jí)繞組傳遞電流，引起次級(jí)電壓(E1到E2之間)迅速升高。在某一點(diǎn)處，由C1經(jīng)過初級(jí)變壓器繞組放電引起的高輸出電壓將引起GAP2之間、E1到E2之間和GAP3之間的電壓擊穿。此電壓擊穿完成第二電路電流通路，允許輸出電流流動(dòng)。在T1到T2時(shí)間間隔期間，電容器C1仍在經(jīng)過火花變壓器T2的初級(jí)繞組傳遞電流。在C1放電時(shí)，它驅(qū)動(dòng)充電電流到C2和C3中。在從T2到T3的第三時(shí)段，電容器C1現(xiàn)已大部分放電。負(fù)載電流由C2和C3提供。在T2到T3時(shí)間間隔期間，輸出電流的幅度將會(huì)遠(yuǎn)低于在初始T1到T2電流輸出時(shí)間間隔期間由C1經(jīng)過火花變壓器T2的放電產(chǎn)生的高得多的輸出電流。在時(shí)間間隔T2到T3期間，此幅度顯著降低的輸出電流的持續(xù)時(shí)間可以很容易地通過適當(dāng)?shù)脑?shù)調(diào)整來調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)所期望的目標(biāo)對象的肌肉反應(yīng)。在時(shí)間段T0到T3期間，微處理器測量生成單個(gè)成形波形輸出脈沖所需的時(shí)間。期望的脈沖重復(fù)率被預(yù)編程到微處理器中。在T3到T4時(shí)間間隔期間，微處理器將會(huì)臨時(shí)關(guān)斷電源一段時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的脈沖重復(fù)率。由于微處理器插入可變長度的T3到T4關(guān)斷時(shí)段，因此系統(tǒng)脈沖重復(fù)率將會(huì)獨(dú)立于電池電壓和電流元件變動(dòng)(容差)保持恒定。微處理器控制的脈沖速率方法允許脈沖速率被軟件控制，以滿足不同的消費(fèi)者要求。
圖10的時(shí)序圖示出初始的固定時(shí)序周期TA，其后是之后的持續(xù)時(shí)間較長的時(shí)序周期TB。較短的時(shí)序周期其后是較長的時(shí)序周期，這反映脈沖速率的降低。因此，要理解的是，X26系統(tǒng)可在持續(xù)時(shí)間固定的操作周期期間數(shù)字地更改脈沖速率。例如，對于約2秒的初始操作，約19PPS的脈沖速率可被實(shí)現(xiàn)，然后降低到15PPS，持續(xù)約3秒，又進(jìn)一步降低到約0.1PPS，持續(xù)約1秒，然后升高到約14PPS，持續(xù)約5秒。
圖23A和23B所示的實(shí)現(xiàn)利用了三個(gè)火花隙。只有GAP1要求精確的額定擊穿電壓，在此例中約為2000伏特。GAP2和GAP3只要求遠(yuǎn)高于GAP1擊穿之前的時(shí)間間隔期間在它們之上引起的電壓壓力的額定擊穿電壓。GAP2和GAP3被提供完全是為了確保如果在對目標(biāo)的初始電流釋放期間遇到相當(dāng)大的目標(biāo)皮膚電阻，則肌肉激活電容器C2和C3不會(huì)在GAP1擊穿之前放電。為了執(zhí)行此可選的、增強(qiáng)的功能，只需要提供這些次級(jí)火花隙中的一個(gè)(GAP2或GAP3)。
圖24示出具有顯著改進(jìn)的效率的高電壓部分。取代如圖23B的電路的情況，即通過二極管直接將T1高電壓變壓器輸出整流為非常高的電壓，變壓器T1被重新配置為提供3個(gè)串聯(lián)的次級(jí)繞組，其中每個(gè)繞組的設(shè)計(jì)輸出電壓已被限制為約1000伏特。
在圖23B電路中，電容器C1被變壓器繞組和二極管D1充電到約2000伏特。在圖24電路中，C1是通過結(jié)合C5和C6兩端的電壓來充電的。被耦合以對C5和C6充電的每個(gè)T1變壓器繞組被設(shè)計(jì)為將每個(gè)電容器充電到1000伏特，而不是像圖23B電路中那樣到2000伏特。
因?yàn)橛杉纳娐冯娙菀鸬膿p耗是變壓器AC輸出電壓的平方的函數(shù)，所以與圖23 2000伏特變壓器輸出電壓相比，在圖24 1000伏特輸出電壓的情況下，寄生電路電容引起的損耗降低4倍。此外，在圖24實(shí)施例中，對C2充電所需的電流部分地從電容器C6得到，該電容器C6的正側(cè)被充電到2000伏特。從而，為了將C2充電到約3000伏特，與圖23B電路中的相應(yīng)變壓器T1繞組兩端產(chǎn)生的3000伏特相比，變壓器繞組兩端的電壓被降低到約1000伏特。
新穎的圖23B和圖24電路設(shè)計(jì)的另一個(gè)益處涉及C1到C3的交互作用。就在GAP1擊穿之前，C1上的電荷約為2000伏特，而C3上的電荷約為3000伏特。在C1放電后并且輸出電流被C2和C3支持時(shí)，C3兩端的電壓保持為約3000伏特。但是，由于現(xiàn)在C3的正側(cè)處于地電平，因此C3的負(fù)端將為約-3000伏特。因此，約6000伏特的差電壓已被產(chǎn)生在C2的正端和C3的負(fù)端之間。在C1放電后C2和C3放電的時(shí)間間隔期間，T2輸出繞組只充當(dāng)導(dǎo)體。
X26系統(tǒng)板機(jī)位置被微處理器讀取，該微處理器可被編程為響應(yīng)于額外板機(jī)扣動(dòng)延長操作周期的持續(xù)時(shí)間。每次板機(jī)被扣動(dòng)時(shí)，微處理器感測該事件，并且激活固定時(shí)段的操作周期。在槍被激活后，X26手柄背面上的中央信息顯示(CID)指示X26系統(tǒng)還會(huì)保持激活多久。X26系統(tǒng)激活時(shí)段可被預(yù)設(shè)，以產(chǎn)生固定操作時(shí)間，例如約5秒?；蛘呒せ顣r(shí)段可被編程，以響應(yīng)于額外、順序的板機(jī)扣動(dòng)，按增量延長。每次當(dāng)板機(jī)被扣動(dòng)時(shí)，CID讀數(shù)將更新倒計(jì)時(shí)定時(shí)器到新的、更長的超時(shí)。增加的板機(jī)特征可允許使用X26系統(tǒng)的平民對攻擊性強(qiáng)的攻擊者啟動(dòng)多個(gè)板機(jī)扣動(dòng)，以在延長的時(shí)段中激活槍，使得用戶能夠?qū)尫旁诘厣喜⑶译x開。
為了保護(hù)警官免受眩暈槍濫用的指責(zé)，X26系統(tǒng)可提供內(nèi)部非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器被設(shè)置在旁，用于在每次武器被開火時(shí)，記錄時(shí)間、放電持續(xù)時(shí)間、內(nèi)部溫度和電池水平。
眩暈槍時(shí)鐘時(shí)間始終保持設(shè)置為GMT。當(dāng)用USB接口模塊下載系統(tǒng)數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)時(shí)，可提供從GMT到本地時(shí)間的翻譯。在顯示的數(shù)據(jù)日志上，GMT和本地時(shí)間都可被示出。無論何時(shí)只要系統(tǒng)時(shí)鐘被重置或重新編程，一個(gè)單獨(dú)的條目將被會(huì)產(chǎn)生在系統(tǒng)日志中，以記錄這種變化。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)顯而易見的是，所公開的電子致失能設(shè)備可以按許多方式來修改，并且可采取除以上具體陳述和描述的優(yōu)選形式外的許多實(shí)施例。因此，所附的權(quán)利要求書旨在覆蓋本發(fā)明的所有這種落在本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；以及b.一個(gè)電源，用于在一個(gè)第一模式中操作，以在一個(gè)第一時(shí)間間隔期間，在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第一高電壓、短持續(xù)時(shí)間輸出，以電離所述空氣隙中的空氣，以將所述空氣隙之間的高阻抗降低到一個(gè)較低的阻抗，以允許在一個(gè)較低的電壓電平下電流流過所述空氣隙之間；并且用于隨后在一個(gè)第二模式中操作，以在一個(gè)第二時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第二較低電壓輸出，以保持所述第一和第二電極之間以及所述目標(biāo)上的第一和第二接觸點(diǎn)之間的電流流動(dòng)，以允許所述電流經(jīng)過所述目標(biāo)。
2.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；b.一個(gè)高電壓電源，用于生成一個(gè)輸出電壓；以及c.一個(gè)高電壓電源輸出電路，所述高電壓電源輸出電路在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第一高電壓輸出，以電離所述空氣隙中的空氣，以將所述空氣隙之間的高阻抗降低到一個(gè)較低的阻抗，以在一個(gè)較低的電壓電平下允許所述空氣隙之間的電流流動(dòng)；并且用于隨后允許一個(gè)第二較低電壓輸出，以引起電流在所述第一和第二電極之間以及所述目標(biāo)上的第一和第二接觸點(diǎn)之間流動(dòng)，以允許電流經(jīng)過所述目標(biāo)。
3.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；b.一個(gè)高電壓電源，用于生成一個(gè)輸出電壓；以及c.用于所述高電壓電源的一個(gè)可切換輸出電路，用于切換到一個(gè)第一輸出電路配置并在所述第一輸出電路配置中操作，以在一個(gè)第一時(shí)間間隔期間，在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第一高電壓輸出，以電離所述空氣隙中的空氣，并將所述空氣隙之間的高阻抗降低到一個(gè)較低的阻抗，以在一個(gè)較低的電壓電平下允許所述空氣隙之間的電流流動(dòng)；并且用于隨后切換到一個(gè)第二輸出電路配置并且在所述第二輸出電路配置中操作，以在一個(gè)第二時(shí)間間隔期間，在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第二較低電壓輸出，以保持所述第一和第二電極之間以及所述目標(biāo)上的第一和第二接觸點(diǎn)之間的電流流動(dòng)，以允許電流經(jīng)過所述目標(biāo)。
4.如權(quán)利要求3所述的電子致失能設(shè)備，其中所述可切換輸出電路包括a.一個(gè)高電壓輸出電路，用于在所述第一時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)相對較高電壓的輸出；以及b.一個(gè)低電壓輸出電路，用于在所述第二時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)相對較低電壓的輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的電子致失能設(shè)備，其中所述高電壓輸出電路包括a.一個(gè)第一儲(chǔ)能電容器；b.耦合在所述第一儲(chǔ)存能電容器與所述第一電極之間的一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述儲(chǔ)能電容器的電壓從一個(gè)第一電平升高到一個(gè)較高的第二電平；以及c.一個(gè)第一開關(guān)，用于在所述第一儲(chǔ)能電容器上的電壓達(dá)到一個(gè)第一預(yù)定電平之后，閉合以將所述高電壓輸出電路耦合在所述第一和第二電極之間。
6.如權(quán)利要求5所述的電子致失能設(shè)備，其中所述低電壓輸出電路包括a.一個(gè)第二儲(chǔ)能電容器；以及b.一個(gè)第二開關(guān)，用于大約在所述第一高電壓輸出已電離所述空氣隙中的空氣時(shí)，閉合以將所述第二儲(chǔ)能電容器耦合在所述第一和第二電極之間。
7.如權(quán)利要求6所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一儲(chǔ)能電容器和所述第二儲(chǔ)能電容器各自接收來自所述高電壓電源的一個(gè)充電電流。
8.如權(quán)利要求7所述的電子致失能設(shè)備，其中在所述第二開關(guān)閉合以后，所述第一開關(guān)斷開，以使所述高電壓輸出電路與所述第一和第二電極解耦。
9.如權(quán)利要求8所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一開關(guān)的閉合定義一個(gè)時(shí)間T1。
10.如權(quán)利要求9所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第二開關(guān)的閉合定義一個(gè)時(shí)間T2。
11.如權(quán)利要求8所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第二開關(guān)被配置為在所述第二儲(chǔ)能電容器電壓降到一個(gè)預(yù)定的電平以下時(shí)斷開，并定義一個(gè)時(shí)間T3。
12.如權(quán)利要求10所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一和第二開關(guān)的斷開和閉合狀態(tài)之間的關(guān)系由下表定義
13.如權(quán)利要求12所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一和第二開關(guān)包括電壓激活的開關(guān)。
14.如權(quán)利要求13所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一和第二電壓激活的開關(guān)包括火花隙，并且其中所述第一火花隙的擊穿電壓低于所述第二火花隙的擊穿電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一儲(chǔ)能電容器的額定電容充分大于所述第二儲(chǔ)能電容器的額定電容。
16.如權(quán)利要求12所述的電子致失能設(shè)備，還包括a.一個(gè)板機(jī)開關(guān)，用于激活和取消激活所述電子致失能設(shè)備；以及b.一個(gè)控制器，用于感測所述板機(jī)開關(guān)的配置，并且用于控制所述高電壓電源的操作。
17.如權(quán)利要求16所述的電子致失能設(shè)備，其中所述板機(jī)開關(guān)的閉合定義一個(gè)時(shí)間T0，并且促使所述控制器激活所述高電壓電源的電壓轉(zhuǎn)換級(jí)。
18.如權(quán)利要求17所述的電子致失能設(shè)備，其中在時(shí)間T3，所述控制器隨后取消激活所述高電壓電源的電壓轉(zhuǎn)換級(jí)。
19.如權(quán)利要求18所述的電子致失能設(shè)備，其中所述控制器保持所述高電壓電源電壓轉(zhuǎn)換級(jí)的取消激活狀態(tài)，直到一個(gè)時(shí)間T4，以保持對應(yīng)于一個(gè)預(yù)設(shè)的脈沖重復(fù)率的一個(gè)固定脈沖重復(fù)率。
20.如權(quán)利要求19所述的電子致失能設(shè)備，其中所述控制器重復(fù)地激活和取消激活所述高電壓電源，以保持所述固定脈沖重復(fù)率。
21.如權(quán)利要求7所述的電子致失能設(shè)備，其中電壓轉(zhuǎn)換電路包括一個(gè)電壓乘法器。
22.如權(quán)利要求21所述的電子致失能設(shè)備，其中所述電壓乘法器包括一個(gè)升壓變壓器。
23.如權(quán)利要求22所述的電子致失能設(shè)備，其中所述升壓變壓器包括一個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組，并且其中所述初級(jí)繞組與所述第一儲(chǔ)能電容器的放電通路串聯(lián)耦合。
24.如權(quán)利要求23所述的電子致失能設(shè)備，其中所述升壓變壓器次級(jí)繞組與所述第二儲(chǔ)能電容器的放電路徑串聯(lián)耦合。
25.如權(quán)利要求7所述的電子致失能設(shè)備，還包括一個(gè)第三儲(chǔ)能電容器，所述第三儲(chǔ)能電容器具有耦合到所述高電壓電源電壓轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出的一個(gè)第一引線以及耦合到所述第二電極的一個(gè)第二引線。
26.如權(quán)利要求12所述的電子致失能設(shè)備，其中所述T2-T3時(shí)間間隔約為1.5微秒，并且其中所述T2-T3時(shí)間間隔約為50微秒。
27.如權(quán)利要求14所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一火花隙的擊穿電壓約為2000伏特，并且其中所述第二火花隙的擊穿電壓約為3000伏特。
28.如權(quán)利要求7所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一儲(chǔ)能電容器的額定電容約為0.14微法，并且其中所述第二儲(chǔ)能電容器的額定電容基本上等于或小于約0.02微法。
29.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；以及b.一個(gè)高電壓電源，所述高電壓電源具有一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換級(jí)，用于接收一個(gè)低電壓DC輸入以及用于在一個(gè)輸出端生成一個(gè)充分增大的DC輸出電壓；c.一個(gè)高電壓輸出電路，所述高電壓輸出電路耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出端，用于在一個(gè)時(shí)間間隔T1-T2期間，在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)高電壓輸出；以及d.一個(gè)低電壓輸出電路，所述低電壓輸出電路耦合到所述電壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出端，用于在一個(gè)時(shí)間間隔T2-T3期間，在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)較低電壓的輸出。
30.如權(quán)利要求29所述的電子致失能設(shè)備，其中a.所述高電壓輸出電路包括一個(gè)第一儲(chǔ)能電容器，所述第一儲(chǔ)能電容器耦合到所述高電壓電源電壓轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出端，用于在一個(gè)時(shí)間間隔T0-T1期間，從所述高電壓電源接收一個(gè)充電電流；以及b.所述低電壓輸出電路包括一個(gè)第二儲(chǔ)能電容器，所述第二儲(chǔ)能電容器與所述高電壓電源電壓轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出端并聯(lián)耦合，用于在所述時(shí)間間隔T0-T1期間接收來自所述高電壓電源的所述充電電流。
31.如權(quán)利要求30所述的電子致失能設(shè)備，其中所述高電壓輸出級(jí)還包括a.一個(gè)電壓乘法器，所述電壓乘法器耦合在所述第一儲(chǔ)能電容器和所述第一電極之間，用于將所述儲(chǔ)能電容器電壓升高到一個(gè)高電平；以及b.一個(gè)第一開關(guān)，用于在所述第一儲(chǔ)能電容器上的電壓達(dá)到一個(gè)第一預(yù)定電平時(shí)，閉合以將所述高電壓輸出電路耦合在所述第一和第二電極之間。
32.如權(quán)利要求31所述的電子致失能設(shè)備，其中所述低電壓輸出電路還包括一個(gè)第二開關(guān)，用于在由所述高電壓輸出電路施加在所述第一和第二電極之間的電壓建立一個(gè)允許電流在一個(gè)低電壓下流動(dòng)的電弧之后，閉合以將所述第二儲(chǔ)能電容器耦合在所述第一和第二電極之間。
33.如權(quán)利要求32所述的電子致失能設(shè)備，其中當(dāng)所述第二開關(guān)閉合時(shí)，所述第一開關(guān)斷開，以使所述高電壓輸出電路與所述第一和第二電極解耦。
34.如權(quán)利要求33所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一第二開關(guān)包括火花隙開關(guān)。
35.如權(quán)利要求34所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一火花隙開關(guān)的擊穿電壓低于所述第二火花隙開關(guān)的擊穿電壓。
36.如權(quán)利要求35所述的電子致失能設(shè)備，其中所述第一儲(chǔ)能電容器的額定電容充分大于所述第二儲(chǔ)能電容器的額定電容。
37.如權(quán)利要求32所述的電子致失能設(shè)備，還包括a.一個(gè)板機(jī)開關(guān)，用于激活和取消激活所述電子致失能設(shè)備；以及b.一個(gè)控制器，用于感測所述板機(jī)開關(guān)的配置，并且用于控制所述高電壓電源的操作。
38.如權(quán)利要求37所述的電子致失能設(shè)備，其中所述電壓乘法器包括一個(gè)升壓變壓器。
39.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的方法，包括a.在一個(gè)第一時(shí)間間隔期間將一個(gè)充電電流引向第一和第二儲(chǔ)能電容器；b.感測所述第一儲(chǔ)能電容器上的電壓，并且當(dāng)所述第一儲(chǔ)能電容器電壓超過一個(gè)第一電壓閾值時(shí)，將所述第一儲(chǔ)能電容器耦合到一個(gè)電壓乘法器；c.在一個(gè)第二時(shí)間間隔期間，經(jīng)由所述電壓乘法器對所述第一儲(chǔ)能電容器放電，以在第一和第二輸出電極之間生成一個(gè)乘后的輸出電壓，同時(shí)將所述輸出電極接近放置在所述目標(biāo)附近，以在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的計(jì)劃接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；d.在所述第一和第二電極之間建立一個(gè)電流流動(dòng)，以在所述空氣隙之間產(chǎn)生一個(gè)阻抗降低的電離后的通路，以將先前存在于所述空氣隙之間的所述高阻抗降低到一個(gè)充分低得多的阻抗；以及e.在所述第一儲(chǔ)能電容器放電時(shí)，感測施加在所述第一和第二電極之間的電壓，并且在一個(gè)第三時(shí)間間隔期間，將所述第二儲(chǔ)能電容器耦合在所述第一和第二電極之間，以經(jīng)由建立在所述空氣隙之間的所述阻抗降低的電離后的通路釋放電流，以保持所述第一和第二電極之間的電流流動(dòng)。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中在所述第一時(shí)間間隔期間，所述第一和第二儲(chǔ)能電容器被充電到基本上相等的電平。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中所述第一儲(chǔ)能電容器的額定電容充分超過所述第二儲(chǔ)能電容器的額定電容。
42.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述電壓乘法器包括一個(gè)升壓變壓器，所述升壓變壓器具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，并且其中來自所述第一儲(chǔ)能電容器的所述放電電流經(jīng)過所述初級(jí)變壓器繞組。
43.如權(quán)利要求39所述的方法，其中在所述第二時(shí)間間隔期間生成的所述乘后的輸出電壓充分超過所述第一電平。
44.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述第二時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間充分短于所述第三時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中感測所述第一儲(chǔ)能電容器上的電壓是由一個(gè)第一火花隙執(zhí)行的，所述第一火花隙具有一個(gè)基本上等于所述第一電壓閾值的第一擊穿電壓。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中在所述第一儲(chǔ)能電容器被放電時(shí)感測施加到所述第一和第二電極上的電壓是由一個(gè)第二火花隙執(zhí)行的，所述第二火花隙具有一個(gè)基本上等于所述第二電壓閾值的第二擊穿電壓。
47.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述目標(biāo)是一個(gè)遠(yuǎn)程目標(biāo)，還包括第一和第二鏢箭，所述第一和第二鏢箭被單獨(dú)長度的柔軟導(dǎo)線耦合到所述第一和第二輸出電極，所述導(dǎo)線長度足夠跨越所述輸出電極與所述遠(yuǎn)程目標(biāo)之間的距離。
48.如權(quán)利要求47所述的方法還包括從所述輸出電極附近的一個(gè)第一地點(diǎn)向所述遠(yuǎn)程目標(biāo)推進(jìn)所述鏢箭。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述第一和第二鏢箭包括耦合到所述單獨(dú)長度的柔軟導(dǎo)線的導(dǎo)電尖端。
50.如權(quán)利要求39所述的方法，還包括當(dāng)感測到的電壓超過所述第二電壓閾值時(shí)，將所述第二儲(chǔ)能電容器耦合在所述第一和第二電極之間。
51.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；b.一個(gè)高電壓電源，所述高電壓電源生成在脈沖中遞送到所述目標(biāo)的一個(gè)輸出電壓；以及c.一個(gè)電路，所述電路響應(yīng)于一個(gè)反饋信號(hào)而控制脈沖之間的時(shí)間。
52.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；b.一個(gè)高電壓電源，所述高電壓電源在所述第一電極處生成相對于地面的一個(gè)正電壓，并且在所述第二電極處生成相對于地面的一個(gè)負(fù)電壓。
53.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的方法，包括在一個(gè)第一電壓下提供一個(gè)信號(hào)，以電離所述目標(biāo)處的一個(gè)空氣隙；以及在一個(gè)幅度小于所述第一電壓的第二電壓下提供所述信號(hào)，以繼續(xù)經(jīng)過所述目標(biāo)的電流流動(dòng)。
54.一種用于由一個(gè)電池操作的設(shè)備的電池容量監(jiān)視器，所述監(jiān)視器包括a.操作模式監(jiān)視裝置，用于監(jiān)視所述設(shè)備的多個(gè)模式之中的一個(gè)操作模式；b.操作時(shí)間監(jiān)視裝置，用于測量所述設(shè)備在所述多個(gè)模式之中的每個(gè)操作模式中操作的時(shí)間；c.一個(gè)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)原始電池容量的標(biāo)記以及與所述多個(gè)操作模式之中的每個(gè)操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的標(biāo)記；d.用于根據(jù)從所述操作模式監(jiān)視裝置、從所述操作時(shí)間監(jiān)視裝置和所述存儲(chǔ)器接收到的數(shù)據(jù)而計(jì)算一個(gè)所消耗的電池容量的裝置。
55.如權(quán)利要求54所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述電子設(shè)備包括一個(gè)電子致失能設(shè)備。
56.如權(quán)利要求55所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述電子致失能設(shè)備被包裝在一個(gè)外殼中，所述外殼具有一個(gè)電池插座，并且其中所述電池被包裝在一個(gè)可移除電池模塊中，所述可移除電池模塊的尺寸適合裝在所述電子致失能設(shè)備電池插座內(nèi)。
57.如權(quán)利要求56所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述查找表位于所述電池插座內(nèi)。
58.如權(quán)利要求57所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述查找表被儲(chǔ)存在一個(gè)非揮發(fā)性存儲(chǔ)設(shè)備中。
59.如權(quán)利要求57所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述電子致失能設(shè)備和所述電池插座還包括數(shù)據(jù)接口接觸點(diǎn)，用于在所述電子致失能設(shè)備和所述電池模塊之間傳送數(shù)據(jù)。
60.如權(quán)利要求54所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述查找表還包括表示兩個(gè)或多個(gè)環(huán)境溫度水平下與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)，其中所述電子致失能設(shè)備還包括用于測量設(shè)備操作溫度的裝置，并且其中所述計(jì)算裝置顯示由于溫度偏移而被補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)。
61.如權(quán)利要求54所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中在一個(gè)第一操作模式中一個(gè)電子時(shí)鐘由所述電池供能。
62.如權(quán)利要求61所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，還包括一個(gè)第二操作模式，其中所述時(shí)鐘和一個(gè)微處理器由所述電池供能。
63.如權(quán)利要求62所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，包括一個(gè)第三操作模式，其中所述時(shí)鐘、所述微處理器和所述設(shè)備本身由所述電池供能。
64.如權(quán)利要求54所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述電子致失能設(shè)備包括一個(gè)電子時(shí)鐘、一個(gè)微處理器和一個(gè)高電壓電源，并且其中在一個(gè)第一操作模式中僅僅有所述電子時(shí)鐘由所述電池供能，其中在一個(gè)第二操作模式中所述電子時(shí)鐘和所述微處理器由所述電池供能，并且其中在一個(gè)第三操作模式中所述時(shí)鐘、所述微處理器和所述高電壓電源由所述電池供能。
65.如權(quán)利要求64所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中在一個(gè)第四操作模式中，所述時(shí)鐘、所述微處理器和一個(gè)激光目標(biāo)指示器由所述電池供能。
66.如權(quán)利要求64所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中在一個(gè)第五操作中，所述時(shí)鐘、所述微處理器和一個(gè)閃光燈由所述電池供能。
67.一種用于監(jiān)視一個(gè)電池供能的電子設(shè)備的電池容量的方法，其中所述電子設(shè)備具有兩個(gè)或多個(gè)操作模式，并且一個(gè)不同的電流水平與每個(gè)操作模式相關(guān)聯(lián)，所述方法包括a.監(jiān)視所述電子設(shè)備操作模式；b.測量所述電子設(shè)備在每個(gè)不同操作模式中操作的時(shí)間；c.存儲(chǔ)表示原始電池容量以及與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)；以及d.根據(jù)所述電子操作模式、所述電子設(shè)備在每個(gè)不同操作模式中操作的時(shí)間、以及所述的表示原始電池容量和與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)，來計(jì)算消耗的電池容量，并且顯示指示所消耗的電池容量或剩余電池容量的數(shù)據(jù)。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其中所述電池供能的電子設(shè)備包括一個(gè)電子致失能設(shè)備。
69.如權(quán)利要求67所述的方法，還包括存儲(chǔ)表示兩個(gè)或多個(gè)環(huán)境溫度水平下與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)。
70.如權(quán)利要求69所述的方法，還包括測量設(shè)備操作溫度，并且根據(jù)適當(dāng)?shù)呐c溫度有關(guān)的、存儲(chǔ)的電池容量消耗數(shù)據(jù)來計(jì)算消耗的電池容量。
71.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)的肌肉失能的方法，包括a.提供第一和第二電極，以在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極之中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；b.在一個(gè)第一時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間施加一個(gè)第一高電壓、短持續(xù)時(shí)間輸出，用于電離所述空氣隙內(nèi)的空氣，以將所述空氣隙之間的高阻抗降低到一個(gè)較低的阻抗，以允許電流在一個(gè)較低的電壓電平下流過所述空氣隙。c.隨后在一個(gè)第二時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間施加一個(gè)第二較低的電壓輸出，以保持所述第一和第二電極之間以及所述目標(biāo)上的第一和第二接觸點(diǎn)之間的電流流動(dòng)，以允許電流經(jīng)過所述目標(biāo)；d.提供一個(gè)電池以提供生成所述第一高電壓輸出和所述第二較低電壓輸出所需的能量；以及e.訪問代表原始電池容量的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，計(jì)算作為操作時(shí)間的一個(gè)函數(shù)的所消耗的電池容量，以及顯示指示所消耗的電池容量或剩余電容容量的數(shù)據(jù)。
72.一種致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，以在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)，其中一個(gè)高阻抗空氣隙可存在于所述電極之中的至少一個(gè)與所述目標(biāo)之間；b.一個(gè)電源，用于在一個(gè)第一模式中操作，以在一個(gè)第一時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第一高電壓、短持續(xù)時(shí)間輸出，以電離所述空氣隙內(nèi)的空氣，以將所述空氣隙之間的高阻抗降低到一個(gè)較低的阻抗，以允許在一個(gè)較低的電壓電平下電流經(jīng)過所述空氣隙，以及用于隨后在一個(gè)第二模式中操作，以在一個(gè)第二時(shí)間間隔期間在所述第一和第二電極之間生成一個(gè)第二較低電壓輸出，以保持所述第一和第二電極之間以及所述目標(biāo)上的第一和第二接觸點(diǎn)之間的電流流動(dòng)，以允許電流經(jīng)過所述目標(biāo)；c.操作模式監(jiān)視裝置，用于監(jiān)視所述電子致失能設(shè)備操作模式；d.操作時(shí)間監(jiān)視裝置，用于測量所述電子致失能設(shè)備在每個(gè)不同操作模式中操作的時(shí)間；e.一個(gè)電池，用于提供電能給所述電子致失能設(shè)備；f.一個(gè)查找表，用于儲(chǔ)存代表原始電池容量和與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)；以及g.用于根據(jù)從所述操作模式監(jiān)視裝置、從所述操作時(shí)間監(jiān)視裝置接收到的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)在所述查找表中的數(shù)據(jù)計(jì)算所消耗的電池容量的裝置，并且顯示指示所消耗的電池容量或剩余電池容量的數(shù)據(jù)。
73.如權(quán)利要求72所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述電子致失能設(shè)備被包裝在一個(gè)外殼中，所述外殼具有一個(gè)電池插座，并且其中所述電池被包裝在一個(gè)可移除電池模塊中，所述可移除電池模塊的尺寸適合裝在所述電子致失能設(shè)備電池插座內(nèi)。
74.如權(quán)利要求73所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述查找表位于所述電池插座內(nèi)。
75.如權(quán)利要求74所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述查找表被儲(chǔ)存在一個(gè)非揮發(fā)性存儲(chǔ)設(shè)備中。
76.如權(quán)利要求74所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述電子致失能設(shè)備和所述電池插座還包括數(shù)據(jù)接口接觸點(diǎn)，用于在所述電子致失能設(shè)備和所述電池模塊之間傳送數(shù)據(jù)。
77.如權(quán)利要求72所述的電池容量監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述查找表還包括表示兩個(gè)或多個(gè)環(huán)境溫度水平下與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)，其中所述電子致失能設(shè)備還包括用于測量設(shè)備操作溫度的裝置，并且其中所述計(jì)算裝置顯示由于溫度偏移而被補(bǔ)償?shù)碾姵厝萘繑?shù)據(jù)。
78.一種用于一個(gè)電子致失能的保用控制系統(tǒng)，所述電子致失能設(shè)備包括一個(gè)微處理器，所述保用控制系統(tǒng)包括a.一個(gè)查找表，用于存儲(chǔ)表示一個(gè)制造商保用的持續(xù)時(shí)間的數(shù)據(jù)；b.保用激活裝置，用于設(shè)置所述設(shè)備保用截止日期；以及c.一個(gè)顯示器，用于提供所述保用截止日期的一個(gè)可視讀數(shù)。
79.如權(quán)利要求78所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述保用激活裝置在檢測到所述設(shè)備的初始激活時(shí)，設(shè)置和記錄所述保用截止日期。
80.如權(quán)利要求79所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述保用激活裝置在檢測到由購買者進(jìn)行的所述設(shè)備的初始激活時(shí)，設(shè)置和記錄所述保用截止日期。
81.如權(quán)利要求78所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述微處理器包括一個(gè)日歷日期時(shí)間保持功能，并且所述保用截止日期被顯示為一個(gè)基于日歷的數(shù)據(jù)讀數(shù)。
82.如權(quán)利要求81所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述保用截止日期被顯示為所述保用截止日期的月份和年份。
83.如權(quán)利要求82所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述顯示器包括兩個(gè)數(shù)字顯示節(jié)段，用于將所述保用截止日期的月份和年份元素顯示為兩位數(shù)據(jù)元素。
84.如權(quán)利要求83所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述顯示器順序地顯示所述保用截止日期的月份和年份分量。
85.如權(quán)利要求81所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述保用激活裝置通過將存儲(chǔ)的保用持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)添加到當(dāng)前日歷日期，來設(shè)置所述保用截止日期。
86.如權(quán)利要求78所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述電子設(shè)備由一個(gè)電池來供能，所述電池被安放在一個(gè)可移除保用延長電池模塊中，所述可移除保用延長電池模塊可通過功率和電池接口接觸點(diǎn)互連到所述電子設(shè)備，并且所述電池模塊包括一個(gè)具有被存儲(chǔ)的保用截止數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模塊。
87.如權(quán)利要求86所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述保用激活裝置包括從所述保用延長電池模塊接收保用延長數(shù)據(jù)以及根據(jù)該數(shù)據(jù)重置所述保用截止日期的能力。
88.如權(quán)利要求78所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述電子設(shè)備包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口，用于將所述微處理器與一個(gè)外部數(shù)據(jù)源互連，并且其中所述保用激活裝置包括從所述外部數(shù)據(jù)源接收保用延長數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述保用延長數(shù)據(jù)重置所述保用延長日期的能力。
89.如權(quán)利要求88所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)接口包括一個(gè)USB端口。
90.如權(quán)利要求88所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)接口包括一個(gè)無線數(shù)據(jù)接口。
91.如權(quán)利要求88所述的保用控制系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)接口包括用于建立一個(gè)因特網(wǎng)連接的裝置。
92.一種可替換電池模塊，所述可替換電池模塊被配置為經(jīng)由一個(gè)功率輸入連接器向一個(gè)電子設(shè)備提供電能，所述電子設(shè)備具有至少第一和第二操作模式，其中每個(gè)操作模式以不同速率消耗電池容量，并且所述電子設(shè)備包括監(jiān)視對應(yīng)于每個(gè)設(shè)備操作模式的操作時(shí)間的能力，所述電池模塊包括a.所述電池模塊內(nèi)的一個(gè)腔，用于支撐至少一個(gè)具有正輸出端和負(fù)輸出端的電池；b.一個(gè)功率輸出連接器，用于當(dāng)所述電池模塊被附接到所述電子設(shè)備時(shí)與所述電子設(shè)備功率輸入連接器接口，以從所述電池輸出端傳送功率到所述電子設(shè)備；c.一個(gè)查找表，用于存儲(chǔ)表示原始電池容量和與每個(gè)不同設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池功率消耗率的數(shù)據(jù)；以及d.一個(gè)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，用于將存儲(chǔ)在所述電池模塊查找表中的所述數(shù)據(jù)傳送到所述電子設(shè)備，以使所述電子設(shè)備能夠根據(jù)對應(yīng)于每個(gè)設(shè)備操作模式的操作時(shí)間以及存儲(chǔ)在所述電池模塊查找表中的所述數(shù)據(jù)來計(jì)算所述電池容量。
93.如權(quán)利要求92所述的電池模塊，其中所述查找表存儲(chǔ)表示至少兩個(gè)不同的設(shè)備操作溫度下原始電池容量和與每個(gè)設(shè)備操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的數(shù)據(jù)，以使所述電子設(shè)備能夠計(jì)算溫度補(bǔ)償后的電池容量消耗數(shù)據(jù)。
94.如權(quán)利要求93所述的電池模塊，其中所述查找表存儲(chǔ)對應(yīng)于多個(gè)不同設(shè)備操作溫度的電池容量和功率消耗數(shù)據(jù)。
95.如權(quán)利要求92所述的電池模塊，其中所述電子設(shè)備包括一個(gè)外殼，所述外殼具有一個(gè)電池模塊插座，其尺寸被定為接收所述電池模塊。
96.如權(quán)利要求93所述的電池模塊，其中所述外殼電池模塊插座被配置為機(jī)械地夾持或選擇性地松開所述電池模塊。
97.如權(quán)利要求96所述的電池模塊，其中所述外殼電池模塊插座包括一個(gè)內(nèi)部插座。
98.如權(quán)利要求97所述的電池模塊，其中所述外殼包括一個(gè)手柄部分，并且所述內(nèi)部電池模塊插座被放置在所述手柄部分內(nèi)。
99.如權(quán)利要求92所述的電池模塊，還包括一個(gè)電池模塊數(shù)據(jù)接口，用于與一個(gè)電子設(shè)備數(shù)據(jù)接口相接口，以使所述電子設(shè)備能夠訪問存儲(chǔ)在所述電池模塊查找表中的所述數(shù)據(jù)。
100.如權(quán)利要求92所述的電池模塊，還包括耦合到所述第一電池的一個(gè)第二電池。
101.如權(quán)利要求100所述的電池模塊，其中所述第一電池與所述第二電池串聯(lián)耦合。
102.如權(quán)利要求92所述的電池模塊，其中所述查找表還存儲(chǔ)保用截止數(shù)據(jù)，以使所述電子設(shè)備能夠計(jì)算和顯示一個(gè)計(jì)算出的、特定設(shè)備的保用截止數(shù)據(jù)。
103.一種電子致失能設(shè)備，具有一個(gè)第一高電壓變壓器，用于產(chǎn)生一個(gè)電??；以及帶有一個(gè)較低輸出電壓的一個(gè)第二變壓器，用于保持所述電弧上的電流電動(dòng)，以致使一個(gè)對象失能。
104.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；b.高電壓電源，用于生成在一系列電脈沖中遞送到所述目標(biāo)的一個(gè)輸出電壓；c.一個(gè)電池系統(tǒng)包括i.一個(gè)電池；ii.一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備，用于存儲(chǔ)與所消耗或剩余的電池功率量有關(guān)的信息；iii.一個(gè)數(shù)據(jù)接口，用于在所述電池系統(tǒng)和所述設(shè)備之間通信，以調(diào)整記錄在所述電池系統(tǒng)中的所消耗的功率量；以及d.一個(gè)顯示器，用于向用戶指示電池容量狀態(tài)。
105.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；b.一個(gè)高電壓電源，用于生成在預(yù)定時(shí)的一系列電脈沖中遞送到所述目標(biāo)的一個(gè)輸出電壓；以及c.一個(gè)顯示器，用于向用戶指示每個(gè)脈沖序列中剩余的時(shí)間量。
106.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；b.一個(gè)高電壓電源，用于生成在預(yù)定時(shí)的一系列電脈沖中遞送到所述目標(biāo)的一個(gè)輸出電壓；c.一個(gè)板機(jī)裝置，用于啟動(dòng)所述預(yù)定時(shí)的電脈沖系列；以及d.一個(gè)用于允許用戶延長所述預(yù)定時(shí)的電脈沖系列的持續(xù)時(shí)間的裝置。
107.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的電子致失能設(shè)備，包括a.第一和第二電極，用于在所述目標(biāo)上建立第一和第二間隔開的接觸點(diǎn)；以及b.一個(gè)高電壓電源，用于生成遞送在所述目標(biāo)上第一和第二接觸點(diǎn)之間的一個(gè)輸出電壓，以在一個(gè)電極處生成一個(gè)正電壓電勢，并且在另一個(gè)電極處生成一個(gè)負(fù)電壓電勢。
108.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的方法，包括從一個(gè)第一儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第一信號(hào)到所述目標(biāo)，以電離所述目標(biāo)處的一個(gè)空氣隙；以及從一個(gè)第二儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第二信號(hào)到所述目標(biāo)，以繼續(xù)經(jīng)過所述空氣隙和所述目標(biāo)的電流。
109.一種用于致使一個(gè)目標(biāo)失能的設(shè)備，包括用于從一個(gè)第一儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第一信號(hào)到所述目標(biāo)以電離所述目標(biāo)處的一個(gè)空氣隙的裝置；以及用于從一個(gè)第二儲(chǔ)能設(shè)備提供一個(gè)第二信號(hào)到所述目標(biāo)以繼續(xù)經(jīng)過所述空氣隙和所述目標(biāo)的電流的裝置。
110.一種用于監(jiān)視由一個(gè)電池操作的設(shè)備的電池容量的方法，所述方法包括a.監(jiān)視所述設(shè)備的多個(gè)模式之中的一個(gè)操作模式；b.測量所述設(shè)備在所述多個(gè)模式之中的每個(gè)操作模式中操作的時(shí)間；c.存儲(chǔ)原始電池容量的標(biāo)記以及與所述多個(gè)操作模式之中的每個(gè)操作模式相關(guān)聯(lián)的電池容量消耗率的標(biāo)記；以及d.根據(jù)從所述操作模式監(jiān)視裝置、從所述操作時(shí)間監(jiān)視裝置和所述存儲(chǔ)器接收到的數(shù)據(jù)而計(jì)算一個(gè)所消耗的電池容量。
111.一種用于一個(gè)設(shè)備的保用信息系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a.用于存儲(chǔ)一個(gè)保用的持續(xù)時(shí)間的標(biāo)記的裝置；b.用于存儲(chǔ)所述保用的開始時(shí)間的裝置；以及c.用于提供用于操作所述設(shè)備的功率的裝置。
112.如權(quán)利要求111所述的系統(tǒng)，其中所述保用信息系統(tǒng)是作為所述設(shè)備的一個(gè)操作者可替換部件，即有助于延長保用的替換系統(tǒng)來提供的。
113.一種用于向一個(gè)設(shè)備的處理器提供保用信息的方法，所述設(shè)備由所述保用覆蓋，所述方法包括a.存儲(chǔ)一個(gè)保用的持續(xù)時(shí)間的標(biāo)記；b.存儲(chǔ)所述保用的開始時(shí)間；以及c.提供用于操作所述設(shè)備的能量。
114.如權(quán)利要求113所述的方法，其中所述保用信息系統(tǒng)是作為所述設(shè)備的一個(gè)操作者可替換部件提供的，并且所述方法還包括提供一個(gè)替換模塊，所述替換模塊執(zhí)行所述標(biāo)記的存儲(chǔ)、所述開始時(shí)間的存儲(chǔ)以及提供功率，從而有助于延長保用。
全文摘要
一種電子致失能設(shè)備(200)包括第一和第二電極(E1，E2)，用于與一個(gè)目標(biāo)動(dòng)物或人類接觸。所述設(shè)備通過提供經(jīng)過電極從而經(jīng)過目標(biāo)的電流來致使目標(biāo)失能。為了確保適當(dāng)?shù)碾娏髁鲃?dòng)，設(shè)備在相對較短的時(shí)間之中在電極之間施加相對較高的電壓，以電離可能由于電極放置而存在的空氣隙。在短時(shí)段之后，較低的電壓被用于維持經(jīng)過電極的致失能電流流動(dòng)。
文檔編號(hào)H05C1/04GK1748269SQ200480004012
公開日2006年3月15日 申請日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月11日
發(fā)明者馬涅·H·內(nèi)赫姆 申請人:天射國際公司