系统架构 — 工作原理

VENDOR.Max 工作原理

TRL 5–6  ·  ES2950176 已授权  ·  WO2024209235 PCT

VENDOR.Max 是一种 Armstrong 型非线性电动力学振荡器, 工作于受控放电–谐振工况。

一个离散的启动脉冲对电容节点充电并启动运行工况。 一旦工况建立,内部受调反馈在工况层面维持工况的稳定性, 同时设备完整边界处的能量核算依然适用。 有用的电功率通过电磁感应在独立的提取路径上输出, 与工况形成电路之间无直接电气耦合。

完整的技术解读需要将此运行架构与能量来源问题分开理解。 如果不结合 “能量从何而来” 页面所阐述的边界层面框架,本系统可能被错误地解读为闭环能量源 或能量产生装置。这种解读是错误的。 这种误读源于将工况层面与设备边界层面的分析混合。 运行工况描述能量在系统内部如何被结构化、传递、缓冲和提取; 能量来源的问题仅在设备完整边界处通过 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 得到解答。

雪崩放电作为非线性开关元件运行,可以在放电间隙内 局部提升电流强度和场强度。 这不产生新能量。 短时局部效应通过电容节点和 BMS 持续被吸收、缓冲和 重新分配。在设备完整边界处,这些局部效应仍属于 在边界处被核算的工况的组成部分。

设备完整边界 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt

在设备完整边界处,该方程定义整个系统在所有工作状态下的能量平衡。 Pin,boundary 在设备的电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量 被参考引用 — 它不是单一的、连续的外部输入线路。 内部反馈回路代表已形成工况内的内部再分配, 不是独立的外部能量源。工况层面的运行 与边界层面的核算在分析上是不同的层次。

为什么内部放大不会在设备边界处表现为净盈余。

在工况内部 — 由于汤森放电提升了载流子密度,谐振结构提升了场强, 电流强度和场强会出现短时上升。 这是已形成工况内能量的受控再分配, 不是新能量的产生。

补偿 — BMS 和电容组持续吸收并重新分配这些波动。 若维持反馈低于稳定窗口,振荡将衰减。 若局部放大加速超出该窗口,放电路径将以失控方式失效。 稳定运行需要持续的动态补偿。

在边界处 — 短时偏移以瞬态再分配的形式出现在动态储能项(dE/dt) 和控制回路内。它们不意味着设备完整边界处存在持续的净盈余。

解释原则: 工况内的局部放大 ≠ 设备完整边界处持续的净能量盈余
该架构将工况形成与功率提取分离 — 这一结构特性与经典电磁感应系统(法拉第型)相同。 电磁感应的基础物理保持不变。 不同之处在于场的形成机制:以受控非线性放电工况 取代机械旋转。

三个功能电路的架构 — 工况如何运作

VENDOR.Max 是一种 已获专利的 Armstrong 型三电路非线性振荡器, 其中 汤森雪崩放电承担非线性开关元件的角色 — 一个开关式功能角色,可类比于经典 Armstrong 振荡器中晶体管的角色。

工况的宏观功率通过 事件能量的缩放工作频率并联放电通道的数量 建模 — 而不是通过线性的源–负载关系。

三个关系描述同一系统的工况形成、缩放和边界核算:

设备完整边界: Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt

该架构运行于 受控非线性放电工况 之中。 启动脉冲、电容节点、放电工况、 电感反馈路径和负载路径, 都是同一在边界处被核算的系统的不同功能。

载流子密度增长关系: n(d) = n0 eαd
工况层面的缩放: Pregime,avg ≈ Eevent · f · N

在该架构中,工况的宏观功率由 事件能量工作频率并联放电通道 建模。 在定义工况稳定窗口的已获专利的工作点上,运行工况 在 三个并联放电通道 上形成,频率约为 2,45 MHz

  • 电路 1 — 工况形成核心: 电容组在工况层面作为直接的运行输入;汤森雪崩放电,在三个并联通道上,形成电动力学工况。
  • 电路 2 — 反馈路径: 能量在绕组 2 上被感应、整流,并在设备边界内返回电容组以维持工况 — 它不是独立的能量源。
  • 电路 3 — 负载路径: 能量在绕组 3 上被感应、整流,并输送至外部负载。
关键区分。 启动脉冲启动工况,但它不是稳态平衡的边界。 汤森过程提升载流子密度和电流幅度;它不产生能量。 工作介质仅作为相互作用环境,不作为能量源。 正在验证中的工程问题是:在设备完整边界处的真实负载下, 反馈回路是否足以维持工况。
验证阶段。 对该架构的解读仅在结构层面是不完整的。 工程问题 — 反馈回路是否足以在设备完整边界处的负载下维持工况 — 只能通过受控的负载测试和独立的边界层面测量来解决。 受控负载测试:耐久性测试 独立验证协议:技术验证
TRL 5–6 超过 1.000 小时运行时长 6 个专利管辖区 开放电动力学系统

专利: WO2024209235 (PCT · 国家阶段进行中:EP · CN · IN · US)  · ES2950176 (已授权,西班牙 / OEPM)  · 审查进行中:EP  · CN 202380015725.5  · IN 202547010911  · US

架构 · 功能分组

三个逻辑回路。
分组为 Circuit ACircuit B

解读层级。 VENDOR.Max 可以通过互补的工程视角进行描述。 在 架构层级 上,系统被解读为 在单一在边界处被核算的系统内进行场的形成、工况的维持和 向负载的提取。 在 功能回路层级 上,同一架构被呈现为 工况形成核心、反馈路径和负载路径。 在 专利电路层级 上,这些功能被分组为 负责工况形成的 Circuit A 和负责反馈与提取的 Circuit B。 这些视角描述的是同一物理系统;它们不应被简化 为单一的线性源–负载模型。

工况形成路径与提取路径之间不存在电气耦合。 能量传递通过电磁感应(法拉第定律)进行。 Buffer / BMS 调节内部回流路径,且不构成第二个外部能量源。

边界核算在所有解读层级上都成立。 无论系统是在架构层级、功能回路层级 还是专利电路层级被分析,Pin,boundary 在设备的电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用: Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt。

系统架构图 · 全宽视图

VENDOR.Max 工作原理

三回路系统 · 分组为 Circuit A 和 Circuit B
工况形成 · 电感提取 · 工况稳定化

请旋转设备 以查看架构图

TRL 5–6 设备边界 CIRCUIT A 工况形成核心 工况形成 放电 间隙 载流子增长 放电工况 放电间隙:开关环境 — 非能量源 感应 法拉第定律 CIRCUIT B 反馈 + 提取 电感路由域 二次绕组 (7) → 反馈 → BMS 三次绕组 (10) → 负载路径 P_load 至负载 有用输出路径 设计目标 Buffer + BMS 受调直流母线 · 瞬态平滑 保护 · 故障极限 回流功率 用于 维持工况 P_in,boundary 边界 核算 C2.1 – C2.2 – C2.3 储能电容 · 工况输入 P_in,boundary 参考点 端子核算 P_losses 热 · 辐射 · 损耗 E_extract,event = E_load,event + E_fb,event + E_loss,conv,event P_x,avg = E_x,event · f P_in,boundary = P_load + P_losses + dE/dt 经典能量守恒适用于所有工作状态 VENDOR.Max · 专利 WO2024209235A1 · ES2950176(已授权) · TRL 5–6 TRL 5–6 设备边界 P_in,boundary 参考点 端子核算 CIRCUIT A — 工况形成核心 工况形成 · 放电间隙 载流子增长 · 放电工况 放电间隙:开关环境 — 非能量源 感应 · 法拉第定律 CIRCUIT B — 反馈 + 提取 电感路由域 · 反馈与负载路径 有用输出路径 设计目标 → P_load 回流功率 · 工况维持 Buffer + BMS 受调直流母线 · 保护 · 平滑 P_in,boundary P_losses — 热 · 辐射 · 损耗 P_x,avg = E_x,event · f P_in,boundary = P_load + P_losses + dE/dt 经典能量守恒适用于所有工作状态 专利 WO2024209235A1 · ES2950176(已授权) · TRL 5–6
开放电动力学系统 — 能量在内部进行路由,包括通过用于工况维持的受调回流路径,并在设备完整边界处进行核算。 三个逻辑回路被分组为 Circuit A 和 Circuit B,统一在一个在边界处被核算的电动力学系统之中。
01

启动脉冲

一个离散的启动脉冲对储能电容(C2.1–C2.3)充电并启动运行工况。工况建立后,启动源被断开。启动脉冲是一次性的初始化事件 — 不同于边界输入,后者代表在任何时刻在设备完整边界处的核算量。

02

工况形成

Circuit A(工况形成核心)达到稳定的非线性工作状态 — 受控放电工况。汤森雪崩过程在放电间隙内提升载流子密度和电流幅度。放电间隙定义开关边界条件。电磁能量在已形成工况内循环,并在设备完整边界处被核算。

03

电感提取域

Circuit B 通过电磁感应(法拉第定律)从 Circuit A 提取功率。在 Circuit B 内部,一个分支维持工况反馈,另一个分支向负载输送有用输出路径。已分组的电路之间不存在直接的传导耦合。

04

内部回流路径

一个受调内部反馈路径通过直流母线将一部分可用电能返回至 Circuit A。在 Circuit A 的功能边界处,这构成有效的工况维持输入。在设备完整边界处,它不构成额外的外部能量源。Buffer + BMS 提供母线的平滑、保护和稳定性。

05

BMS 调节

Buffer + BMS 层平滑瞬态,管理负载变化,执行保护极限,并协调启动/关闭序列。它不产生功率。它的存在是为了工程鲁棒性、安全性和长期稳定性。

06

能量平衡

在设备完整边界处,经典能量守恒适用于所有工作状态:P_in,boundary = P_load + P_losses + dE/dt。P_in,boundary 在设备的电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。内部反馈回路代表已形成工况内的再分配,而不是独立的外部能量源。

级联架构 · 七种能量形式

设备内的能量经历级联转换,而不是被重新产生

您已经走过六个步骤的架构:从启动脉冲到能量平衡。在架构层面,一切都已闭合。但在这一架构背后,还有一个必须单独回答的问题:完整设备边界上的能量如何被核算。如果通过熟悉的“一个源 → 一条传输 → 一个负载”线性模型来读取 VENDOR.Max,答案会被错误地寻找。这不是设备的缺陷,而是模型的缺陷。

线性模型(常见误读)

一个储能单元 → 一条传输通道 → 一个负载。

守恒通过简单加法验证:进入的等于离开的,减去损耗。

级联转换(本架构)

七种能量形式,六次转换,一个回流环路。

守恒在设备边界处通过功率项验证,而非在单个环节上。

静电(C2.1–C2.3 上的电荷)→ 放电器中的电场 → 载流子的动能 → 一次绕组中的脉冲电流 → 磁芯中的磁场 → 绕组中的感应电动势 →(部分)经反馈路径回流至电容节点 +(部分)输出至负载

每一次单独的转换都是已记录的物理学:法拉第感应、库仑静电、LC 交换、整流。非平凡的是级联的架构,而不是各环节的物理。每一环节的反向逐步分析(从负载到启动脉冲),包括载流子倍增发生的位置以及为什么载流子倍增必须通过边界层面的能量核算来解释——见独立页面:

→ 阅读此页 — 能量从何而来

能量流与系统平衡

工况层面的核算 — 事件 → 平均功率

Eextract,event = Eload,event + Efb,event + Eloss,conv,event

Px,avg = Ex,event · f

Eextract,event — 在一次有效的工况层面运行事件中分配的总能量

Eload,event — 经由输出路径 / 输送至负载的部分

Efb,event — 在内部返回以维持工况稳定性的部分

Eloss,conv,event — 每事件中转换阶段的损耗(设备总损耗的一个子集)

f — 工作频率;将事件层面的核算与平均功率联系起来

Efb,event 是工况内部维持的实际项,但它不会作为设备完整边界处的第二个输入出现。

设备完整边界

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt

该平衡在所有工作状态下适用于设备完整边界。Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用 — 它不是单一的、连续的外部输入线路。

分组架构

同一物理系统可以通过互补的工程视角进行解读:架构层、功能回路和专利电路分组。功能回路描述工况形成核心、反馈路径和负载路径。专利电路分组将 Circuit A 描述为负责工况形成,Circuit B 描述为负责反馈与提取。

Buffer + BMS 的角色

BMS 调节用于维持工况稳定性的内部回流功率路径。

在设备完整边界处,回流的内部功率不构成第二个外部能量源。

Buffer 和 BMS 调节内部回流功率路径。它们在设备边界内对工况维持的内部功率进行路由和调理。

内部反馈回路在工况层面维持运行工况 — 完整的能量核算仅在设备完整边界处闭合。

在设备完整边界处,经典能量守恒适用于所有工作状态。 一个离散的启动脉冲启动运行工况;内部受调反馈回路在工况层面维持它。 Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。 工况层面的运行和边界层面的核算在分析上是不同的层次,不应被混淆。 所有性能指标应在 TRL 5–6(预商业化验证)框架内解读,基于内部验证数据和工程设计目标,在独立第三方验证之前。
专利覆盖 WO2024209235A1 (PCT)  ·  ES2950176(已授权)  ·  EP4693872A1  ·  US20260088633A1  ·  CN119096463A  ·  IN 202547010911
运行工况 · 已知工程先例

受控放电工况 的工作原理

最常见的分析错误是将 VENDOR.Max 类比为线性的输入–输出转换器。 正确的工程先例是谐振振荡器, 其中开关式角色由放电间隙中的非线性开关过程承担, 可类比于经典振荡器拓扑中的晶体管。

已知工程先例

采用不同场形成机制的已知振荡器拓扑

许多经典反馈振荡器遵循相关的结构模式:启动脉冲激励谐振电路, 在脉冲撤除后,受调反馈回路维持振荡。 Colpitts 振荡器、Hartley 振荡器、Pierce 石英振荡器 — 都基于此原理工作。边界处的能量核算适用于所有这些振荡器。 Armstrong 振荡器是最接近的结构对应: 它使用三个绕组 — 一次绕组(激励)、二次绕组(反馈)、 三次绕组(输出) — 与专利中的拓扑相同。

VENDOR.Max 遵循相同的结构逻辑:一个离散的启动脉冲在谐振 LC 结构中建立 振荡,受调反馈路径维持该振荡工况。 不同之处在于场的形成机制 — 放电间隙中的非线性开关过程 取代晶体管 — 以及提取路径 (一个独立的电感回路,Circuit B)。

经典振荡器

Armstrong 振荡器

启动偏置 → LC 谐振 → 一次绕组 激励工况 → 二次绕组提供反馈以维持振荡 → 三次绕组输出。
三绕组架构:工况 + 反馈 + 输出。

本架构

VENDOR.Max

离散启动脉冲 → LC 谐振 → 放电间隙中的非线性开关过程 形成工况 → 反馈维持工况。
有用输出通过 Circuit B 内独立的电感路径输送。

机制 1

放电间隙中的非线性开关过程 — 快速导通与载流子增长

当放电间隙两端的电场达到阈值水平时, 间隙从非导通状态快速过渡到导通状态。 导通建立后,间隙中载流子有效参与导通的数量增加, 电流幅度随之提升。这是一个开关式的功能过程: 放电间隙作为非线性开关元件,在 Circuit A 内承担快速导通的角色。

放电间隙非导通状态 → 阈值电场建立
阈值达到 → 快速导通过渡
导通过程:载流子有效参与导通的数量增加,电流幅度提升
非线性开关电动力学 — 受控开关工况

关键边界条件: 放电维持在受控开关工况中,低于破坏性击穿阈值。 导通在过渡到破坏性放电之前被限制和切断, 使开关过程保持有界、可复现,并适用于大量重复周期。

放电间隙的角色:开关环境,而不是能量源。 它是场触发的非线性导通过程发生的位置。 被加速载流子的能量来自电场。 在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。

工况内开关过程的作用

在放电间隙内提升载流子数量和电流幅度。 在已形成工况内的电流分布由电场条件决定。 载流子增长影响导通性和脉冲形状,不构成能量源; 能量核算在设备完整边界处闭合。

机制 2

从事件能量到平均功率 — 频率与并联

单次放电事件产生少量能量 — 微焦耳量级。孤立读取时,该值表明系统 无法产生宏观功率。两个工程因素弥补这一差距: 工作频率并联放电通道。 在 2.45 MHz 频率附近,在多个并联放电通道上,单个微小事件 可以被整合为工况层面的宏观平均功率 — 这与脉冲激光系统 和高重频放电中将每脉冲能量与重复率联系起来的缩放方式相同 (P = Eevent · f)。 含具体数字的逐步计算在下面的 能量算术 章节中给出。

机制 3

高 Q 因子谐振结构 — 为什么损耗保持较低

Circuit A 中的 LC 谐振结构以高 Q 因子运行。 在高 Q 谐振电路中,能量在电容器和电感器之间循环, 每周期损耗最小 — 这与精密振荡器 和射频谐振槽路中使用的原理相同。

高 Q 因子指的是谐振结构 — 不是开关环境。 Q 因子描述 LC 电路中每周期 储能与耗散能量之比。高 Q 因子意味着电路一旦建立振荡, 便能高效维持。因此,反馈路径所需的工况维持功率被降低, 从而降低每单位输出在边界处被核算的总值。

工程含义

高 Q 因子谐振是一种效率机制。它减少转换损耗 并改善工况稳定性。在设备边界处, Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 无论内部 Q 因子如何均成立。

正确的分析分类

系统类别

Armstrong 型非线性电动力学振荡器。 以放电间隙中的非线性开关过程作为开关元件的 LC 谐振结构。 三回路架构:工况形成、受调反馈、 电感提取。

边界核算

Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。 一个离散的启动脉冲启动工况;内部受调反馈回路 在工况层面维持它。能量平衡方程 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 在所有工作状态下适用于设备完整边界。

放电间隙的角色

开关环境,而不是能量源。 放电间隙定义开关边界条件。 被加速载流子的能量来自已形成工况内的 电场,并在设备完整边界处被核算。

正确的评估模型

非线性开关电动力学 + 边界层面的能量核算框架。 工况形成、缩放和边界核算在分析上是不同的层次, 不应被混淆。宏观功率由事件能量、 工作频率和并联放电通道数量建模 — 不是由线性的源–负载关系建模。

三个层级 · 选择您的视角

同一系统 — 三种不同方式的解读

每个层级的物理学都相同。 请选择适合您背景的解读方式。 每个视角都与下方章节中的详细计算相连。

概览 · 2 分钟 简易视角 — 两种结构类比 面向所有读者 — 无需工程背景

在经典电磁感应系统中,旋转的磁铁产生一个时变磁场。 该时变磁场在独立的线圈中感应出电流 — 这就是 1831 年发现的电磁感应现象。 旋转越快,场就越强,提取的功率也越大。

VENDOR.Max 使用相同的电感提取原理 — 但没有转子。 受控的电动力学工况取代机械旋转, 在静止结构内部产生并维持时变场。 Circuit B 通过感应从该场中提取功率 — 与经典电磁感应系统的方式完全相同。 电感提取原理是相同的。仅有场的形成机制不同。

经典电磁感应系统

旋转磁铁产生时变场
机械能克服摩擦与惯性
运动部件随时间磨损
独立线圈通过感应提取电流

VENDOR.Max

受控放电–谐振工况形成时变场
受控放电–谐振工况取代机械旋转
无运动部件 — 静态架构,无转子
Circuit B 通过感应提取电流 — 同一原理

在固态架构中,机械损耗通道 — 摩擦、轴承磨损、转子惯性 — 都不存在。 其他损耗通道保留(放电路径上的热耗散、 转换损耗、绕组电阻、调节损耗)。 内部回流路径将一部分被提取的能量返回以维持工况。 这是已形成工况内的再分配,不是额外的外部能量源。 完整的边界核算依然适用。

在控制逻辑层面,最接近的结构类比是 Armstrong 振荡器: 一个离散的启动脉冲在谐振电路中建立振荡, 受调反馈路径在脉冲撤除后维持振荡。 VENDOR.Max 遵循相同的结构逻辑 — 一个离散的启动脉冲启动 运行工况,内部受调反馈回路在工况层面维持它。 场的形成机制是受控放电工况; 提取路径是一个独立的电感回路(Circuit B)。

设备边界处的完整能量平衡始终闭合:

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。守恒在所有工作状态下适用于设备完整边界。

数字的来源: 放电事件以 2.45 MHz 频率在多个并联放电通道上发生。 通过 P = Eevent · f 将每事件能量与平均功率相联系的逐步计算, 在下方的 能量算术章节 中给出。

简化呈现 此视角是面向一般读者的可理解的类比。 它传达架构的结构逻辑 — 而不是技术上精确的描述。 与 Faraday 和 Armstrong 的比较说明场形成、 电感提取和启动–反馈逻辑的角色, 但不涵盖非线性开关电动力学、能量核算方法 或工程实现。 完整的技术、能量与工程描述参见下方的 工程视角、深度技术视角与能量算术章节

技术 · 8 步 工程视角 — 架构如何工作 面向工程师与技术尽职调查

在经典电磁感应系统中,机械运动产生时变场, 通过法拉第感应产生电流。 在该架构中,受控放电–谐振工况 承担相同的场形成角色 — 无旋转机械。 感应物理保持不变。场的形成机制不同。

最接近的结构先例是 Armstrong 振荡器: 一个离散的启动脉冲启动谐振振荡;受调反馈绕组 维持它;一个独立的输出绕组输送功率。 VENDOR.Max 遵循这种三回路逻辑,以放电间隙中的非线性开关过程 作为非线性开关元件,取代晶体管。

1

一个离散的启动脉冲对储能路径充电, 并在 Circuit A 中建立初始条件。

2

放电路径与 LC 谐振结构共同形成一个 受控的非线性工作工况 — 相当于经典电磁感应系统中转子旋转的场形成功能。

3

放电间隙是相互作用环境。 在放电间隙内,载流子有效参与导通的数量增加,电流幅度提升。 在已形成工况内,电流分布由电场条件决定。 被加速载流子的能量来自电场,在已形成工况内。

4

能量在高 Q 因子的 LC 谐振结构中循环。 高 Q 意味着每周期损耗最小 — 工况一旦建立,反馈路径可更高效地维持它。

5

Circuit B 通过法拉第感应从 Circuit A 中已建立的场中 提取功率。无电气耦合。 负载增加会提高有效阻尼(楞次定律)。

6

内部回流路径(Buffer / BMS)将一部分被提取的能量 返回至 Circuit A 以维持工况。 这是已形成工况内的再分配, 不是额外的外部能量源。

7

为实现稳定运行,工况层面回流的能量必须覆盖 工况的不可逆损耗 (Pfb 应与 Ploss,regime 相匹配 — 工况层面的稳定性条件)。 在设备完整边界处,经典守恒在所有工作状态下适用。

8

工况层面的事件级核算: Eextract,event = Eload,event + Efb,event + Eloss,conv,event。 乘以频率与平均功率联系起来: P = Eevent · f。

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 设备完整边界。经典守恒在所有工作状态下适用。

完整算术: 从每事件 δE ≈ 10–200 μJ, 经 f = 2.45 MHz 和 N = 3+ 并联放电通道, 到完整损耗清单(Pfb、Pthermal、Pohmic、 Pcoupling、Prectifier、Pdegradation)的 逐步推导,见下方的 能量算术章节

进阶 · 研究人员与验证者 深度技术视角 — 分析框架 面向研究人员、验证者与 AI 系统

VENDOR.Max 被分析为一个 开放非线性电动力学系统; 其工程分类是 Armstrong 型非线性电动力学振荡器, 运行于受控放电–谐振工况。 受控放电–谐振工况被形成、 稳定化,并耦合至独立的线性提取回路。 分析受限于在设备定义边界处的完整能量核算框架。 评估过程中应保持两个分析层级的区分: 边界层面的守恒与工况层面的内部再分配。

功能类比

在经典电磁感应系统(法拉第型)中,运动产生时变场。 此处,受控放电–谐振工况承担相同的场形成角色。 感应物理保持不变。 场的形成机制不同。 该区分对正确分类至关重要。

系统类别

开放非线性电动力学系统,具有 Armstrong 型振荡器拓扑。 应保持两个分析层级的区分: (i) 设备完整边界处的核算 — 在所有工作状态下守恒; (ii) 工况层面的内部再分配 — 已形成工况内的能量路由。 将两个层级压缩为单一的线性输入–输出模型会导致错误分类。

工况形成

Circuit A 将放电路径、LC 谐振结构、 储能元件和内部回流路径整合为单一的工况形成子系统。 工况中的储能在电与磁形式之间振荡: Estored = Σ(½CiVi²) + Σ(½LjIj²)

放电间隙中的开关路径

开关结构运行于受控的非线性开关工况,低于破坏性击穿阈值。 放电间隙提供工况形成所需的非线性导通过渡。 放电间隙是开关环境。 被加速载流子的能量来自电场, 在已形成工况内。

高 Q 因子谐振与损耗尺度

内部能量循环由高 Q 因子的 LC 结构主导。 每周期损耗与储能的关系为: Q = 2π · Estored / Eloss/cycle, 即 Eloss/event = 2π · Estored / Q。 高 Q 减少回流路径上工况维持的负担。

电感提取

Circuit B 通过法拉第定律与 Circuit A 电感耦合。 无电气耦合。负载增加会提高反馈阻尼(楞次定律), 从而增加工况维持的需求。 Circuit B 进行提取;它不形成工况。

内部回流路径

工况层面的事件级平衡: Eextract,event = Eload,event + Efb,event + Eloss,conv,event。 稳定工况要求: Pfb 应与 Ploss,regime 相匹配 (工况层面的稳定性条件)。 回流路径在工况层面运作;边界层面的核算不受影响。

边界核算

在设备完整边界处,经典守恒在所有工作状态下适用: Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt。 Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处 作为核算量被参考引用。 工况的内部复杂性不改变边界层面的核算。

定量框架: 事件级推导(δE ≈ 10–200 μJ, f = 2.45 MHz,N = 3+ 并联放电通道) 与完整平衡 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt — 其中 Plosses 包括热、欧姆、耦合、整流、 退化和转换阶段损耗 — 在下方的 能量算术章节 中详细给出。 此处不公开足以复现的实现细节。

测量边界 · 三个层级 · 三个公式

边界画在哪里,决定你看到什么

VENDOR.Max 有三个不同的测量边界。 每个边界都有自己的公式,每个公式描述系统的不同部分。 在整个设备周围画一个边界,期望一个公式解释工况的内部行为, 会混淆分析上不同的层级。 所有三个边界都与经典物理学一致。

1
工况边界 · Circuit A 的输入 电容器 C2.1–C2.3 — 电容节点 物理位置:在非线性放电路径输入点的电荷储存

两层模型 — 请先阅读本段

工况层级(内部)

在 Circuit A 的功能边界处,直接的运行输入 是电容节点 C2.1–C2.3。 一个离散的启动脉冲对该节点充电并启动运行工况。 内部受调反馈回路(Pfb)在工况层面维持该节点。 Pfb 是功能层面的真实内部功率 — 它是工况作为直接输入接收的部分。

设备边界层级(权威)

设备完整边界处,适用完整的能量核算: Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt。 Pfb 在此层级是已经在 Pin,boundary 中被核算的 内部再分配。边界核算在此闭合。 这两个层级不应被混淆。

关键:工况层面的运行与边界层面的能量核算 在分析上是不同的。所有误读都源于将两者混淆。

Eextract,event = Eload,event + Efb,event + Eloss,conv,event 工况层面的事件级平衡。Pfb 是 Circuit A 功能边界处的真实内部功率; 在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的内部再分配。 转换为平均功率:Px,avg = Ex,event · f。

启动序列。 一个离散的启动脉冲对 C2.1–C2.3 充电至工况启动阈值 (10–15 秒,标准 9 V 电源)。 这建立电容节点的初始能量状态。 一旦工况启动,启动源被断开。 电容节点随后通过 BMS 从受调反馈路径(Pfb) 接收其工况层面的输入。

放电间隙中的非线性开关过程 — 工况内发生的过程。 当放电间隙两端的电场达到阈值时, 间隙从非导通状态快速过渡到导通状态。 导通建立后,间隙中载流子有效参与导通的数量增加, Circuit A 中的电流幅度随之提升。 开关过程在已形成工况内由场触发, 利用电容节点中已存在的电场能量。 放电间隙是开关环境,而不是能量源。

在 f = 2.45 MHz 频率附近,在 N ≥ 3 个并联放电通道上, 单个微小的放电事件可以被整合为工况层面的宏观功率。 这是已记录的非线性开关电动力学 — 与脉冲激光系统和高重频放电中将每脉冲能量与重复率联系起来的 缩放方式相同 (P = Eevent · f)。 工况的累积功率由事件能量、频率和通道数量决定。 在设备完整边界处,所有这些过程都在 Pin,boundary 方程中被核算。

BMS 是工况调节器。 Pfb 不足 → 工况崩溃,输出停止。 Pfb 过大 → 开关过程加速超出稳定窗口, 存在组件损坏的风险。 BMS 通过持续调整 Circuit B 的回流电流, 将运行工况维持在稳定的窄窗口之内。

充电窗口的逻辑 — 为什么工况不会漂移

BMS 将电容节点维持在受控运行窗口之内。 如果电荷低于下阈值,回流路径无法继续维持 放电工况,系统进入衰减。 如果电荷超过上阈值,节点失去吸收瞬态的能力, 开关过程的加速强化, 破坏性过载成为可能。 因此,BMS 不仅调节回流路径以维持运行, 而且将工况保持在熄灭与失控之间。

这不是一项辅助功能。 这是该架构的核心稳定性条件。

BMS 优先级逻辑 · 工况保护机制

优先级 1

反馈路径 — 工况的生存功能。 二次绕组的输出通过 BMS 返回至 C2.1–C2.3。 这是系统首先保护的对象。 如果回流电流不足,工况崩溃,输出完全停止。

优先级 2

负载路径 — 输出输送。 三次绕组只在 BMS 已确保足够的反馈 以维持运行工况之后 才向外部负载供电。 按架构设计,三次绕组只接收 优先级 1(工况维持反馈)满足后剩余的部分。 这是结构上独立的提取,不是性能声明。

工况保护机制。 当可用功率不足以同时维持两条路径时, BMS 自动断开负载路径 — 包括通过打开三次绕组输入端的 保护开关元件。 根据配置和开发阶段,这通过以下方式实现: 由 BMS 电气驱动的物理开关, 或三次绕组电路中的电子开关(晶体管级)。

评估的后果: 三次绕组在物理上无法输送 分配给工况维持的功率。这是 BMS 优先级逻辑的 架构后果,不是性能声明。 工况优先于负载 — 不是缺陷,而是设计原则。

两个描述层级 · 一种物理

为什么该架构被描述为两个电路, 而专利却有三个绕组

架构层级 — 概念性

Circuit A — 工况形成。
放电间隙 + 一次绕组 + 电容器 C2.1–C2.3。2.45 MHz。

Circuit B — 提取与分配。
来自单一变压器场的两条输出路径: 反馈路径(二次绕组) + 负载路径(三次绕组)。

BMS / Buffer — 控制层。 管理 Circuit B 内部两条路径之间的优先级。

用于:主页、HIW 介绍、系统描述。

专利层级 — ES2950176 / WO2024209235A1

变压器 (5) 有三个绕组, 每个都有一个谐振电容器。

一次绕组 (4) → 工况电路 = Circuit A
二次绕组 (7) → 反馈电路 = Circuit B 的路径 1
三次绕组 (10) → 负载电路 = Circuit B 的路径 2, 仅在工况得到保障之后才接收分配。

专利在绕组层级使用"电路"一词 — 这是组件层级的术语,不是系统架构的描述。

用于:专利分析、工程评估。

桥接: 专利按绕组数命名三个谐振电路。 架构模型将二次绕组和三次绕组合并为单一的 Circuit B — 因为它们都从同一变压器场中提取, 并由同一 BMS 管理。 这是描述层级的选择 — 不是物理的简化。 两个层级在物理上都是正确的。两者都是必要的。

三绕组变压器 — 三个独立功能。 变压器 (5) 有三个绕组,每个形成自己的谐振电路。 一次绕组 (4),与放电间隙单元 (3) 和 电容器 (6) 一起,在 2.45 MHz 形成工况谐振电路。 二次绕组 (7),与电容器 (8) 一起, 形成反馈谐振电路; 其输出通过受调反馈单元 (9) 和整流器 返回至 C2.1–C2.3 — 这是工况层面的 Pfb三次绕组 (10),与电容器 (11) 一起, 形成负载谐振电路; 其输出通过整流器 (12) 向负载供电。 反馈路径和负载路径是从同一变压器 (5) 主场中 结构上独立的提取路径。

2
提取边界 · Circuit B 线性提取段 — 经典法拉第感应 物理位置:二次绕组、三次绕组及相关整流路径
PCircuit B,total = Pload + Pfb + Ploss,B Circuit B 将电感提取的功率分配于负载路径、反馈路径和提取自身的损耗。

Circuit B 是一条纯线性的电感提取路径。 与 Circuit A 电感耦合,无电气连接。 通过标准电磁感应从 Circuit A 建立的场中 提取功率 — 自 1831 年以来未变的法拉第定律。

在此边界处,Circuit B 提取的功率不能超过 Circuit A 场中可用的功率。耦合效率、整流损耗和绕组电阻 都将提取的功率降低到场可用功率以下。 Circuit B 的输出被分配:一部分流向负载, 一部分通过 BMS 以 Pfb 的形式返回,以维持边界 1 处的工况。

3
设备边界 · 完整系统 完整设备 — 边界层级的能量核算 物理位置:完整外壳的所有外部电气接口
Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 设备完整边界。经典能量守恒适用于所有工作状态。 Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处 作为核算量被参考引用。 Pfb 是已经在 Pin,boundary 中被核算的内部再分配。

在设备完整边界处,经典能量守恒 适用于所有工作状态。这是该架构的基本约束。

在稳态评估中,Pin,boundary 核算真实且可测量的损耗: 放电路径上的热耗散、 控制电子元件和 BMS 监控消耗的功率、 Circuit B 中的绕组和整流损耗、 以及外壳内部所有其他不可逆过程。 这些损耗是真实的,定义了 Pin,boundary 在稳态下覆盖的内容。

稳态分配。 在稳态运行中,Circuit B 从 Circuit A 的场中 提取总功率 PCircuit B,total。 该总量由 BMS 分配: Pload 到达外部负载; Pfb 返回至 C2.1–C2.3 以在工况层面维持工况。 两者都来自 Circuit B 的同一输出 — 单一流的两个分配。 在设备完整边界处,Pfb 是已经在 Pin,boundary 中 被核算的内部再分配。 Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处 作为核算量被参考引用,涵盖输送的输出和所有损耗。

启动序列 — 9 V 碱性电池的角色

电源

9 V 碱性电池

标准碱性电池。用于电容节点的一次性初始化。

持续时间

10–15 秒

将 C2.1–C2.3 充电至工况启动阈值所需的时间。

启动后

已断开

电池在启动后断开。工况层面的维持随后由内部受调反馈路径保证;设备完整边界处的核算依然适用。

边界定义 — 对正确评估至关重要

工况输入边界是电容节点 C2.1–C2.3, 位于非线性放电路径的输入点。 在工况层面,该节点从内部受调反馈路径 (Pfb)接收功率。Pfb 是 Circuit A 功能边界处的真实内部功率; 在设备完整边界处它是已经在 Pin,boundary 中 被核算的内部再分配。 在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用,涵盖输送的输出 和稳态下所有真实且不可逆的损耗。 工况层面的运行和边界层面的核算在分析上是不同的层级, 不应被混淆。

能量算术 · 逐步推导

为什么数字能成立

本节展示将单次微观事件与宏观平均功率联系起来的计算 — 并精确显示每一瓦的去向。 孤立地评估单次开关事件会低估总输出; 工作频率和并联通道数量是连接这两者的因素。

步骤 A

单次开关事件产生小的能量增量

放电间隙单元中的单次非线性开关事件,通过载流子有效参与导通的增长, 产生一个电流脉冲。该单次事件的能量很小 — 微焦耳量级。 这是非线性开关电动力学的可重复行为。

δEevent ≈ 10–200 μJ 每次开关事件 取决于间隙几何、场强和间隙环境参数

为什么该区间是有界的,不是任意的。 下限由非线性开关阈值决定:低于阈值电场,不发生导通过渡。 上限是一项工程约束:在过渡到破坏性放电之前,电压被切断。 系统按设计运行于受控开关工况 — 不形成破坏性放电, 不进入破坏性放电过渡,不发生破坏性击穿。 这一设计边界在专利架构中被描述,使开关过程在每个周期之间 既有界又可复现。

可复现性锚

受控开关工况(破坏性击穿之前)比破坏性放电显著更稳定。 没有过渡到破坏性放电意味着 δEevent 在数百万周期内保持在可预测的窗口内。 这是在受控非线性开关工况下运行的设备的已记录行为。

孤立地读取每事件值会暗示系统是微不足道的。 连接因素 — 工作频率和并联放电通道数量 — 在步骤 C 和 D 中讨论。

步骤 B

δE 来自何处 — 场与间隙的相互作用

非线性开关过程和受控的场–间隙相互作用 已在上方受控放电工况章节中讨论。 此处的关键算术要点:每个开关周期通过电场 在放电间隙中增加有效参与导通的载流子数量。 电场在已形成工况内对被加速的载流子做功; 放电间隙是载流子参与导通的环境。 被加速载流子的能量来自电容节点中已建立的电场。 在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用, 涵盖穿过边界的所有能量。

δEevent = 每周期电场对被加速载流子所做的功 非线性开关电动力学 — 受控开关工况内的可重复行为
步骤 C

与工作频率相乘:2.45 MHz

谐振电路在 2.45 MHz 工作 — 每秒 2,450,000 次开关-振荡周期。 每个周期都重复步骤 A 中的能量传递与再分配相互作用。

算术示例 · 每个单一放电单元 Pcell = δEevent × f

下限(δE = 10 μJ):  10 μJ × 2,450,000 = 24.5 W
上限(δE = 200 μJ):  200 μJ × 2,450,000 = 490 W 在受控开关窗口内 P = Eevent · f 的算术结果。实际值取决于工程实现(见下方工程实现)。

工作频率是连接每事件能量和平均功率的因素。 同样的缩放原理在脉冲激光系统和高重频放电中 将每脉冲能量与重复率联系起来 (P = Eevent · f)。

步骤 D

与并联放电通道数量相乘:N = 3+

专利描述了多个并联的放电单元,每个都有自己的 储能电容器和自己的整流器,每个的频谱有所偏移但相互重叠。 它们的贡献在一次绕组的谐振频率上叠加。

算术示例 · 损耗核算前的总功率 Pgross = δEevent × f × N

下限(10 μJ,N=3):  10 μJ × 2,450,000 × 3 = 73.5 W
上限(200 μJ,N=3):  200 μJ × 2,450,000 × 3 = 1,470 W 所述架构模型中 N=3+ 单元的算术结果。实际实现值取决于工程设计变量。

算术结果

每事件能量、工作频率和并联放电通道数量的组合 决定损耗核算前的总平均功率。 特定实现的具体值由工程设计变量决定 (见下方工程实现)。

步骤 E

通过反馈回路在电容组中累积

每个周期的能量增量通过整流反馈路径 (二次绕组 → 整流器 → 电容器)被储能电容器捕获。 电容器在每秒数百万个周期内积累电荷, 维持工况层面的运行能量状态,以支持下一轮放电。

Estored = Σ(½ · Ci · Vi²) 通过来自内部反馈路径的高频再充电来维持。 在工况层面,这是真实的内部功率(Pfb); 在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的 内部再分配。

Circuit B 的输出分为两条结构上独立的路径, 具有固定的优先级层次

二次绕组(7)→ 整流器 → C2.1–C2.3 优先级 1 — 工况生存。BMS 首先保护此路径。 工况优先于负载 — 不是缺陷,而是设计原则。
三次绕组(10)→ 二极管桥 → 外部负载 优先级 2 — 负载路径。仅在工况维持反馈(优先级 1)满足之后才接收分配。

反馈回路闭合循环:放电 → 一次绕组 → 二次绕组 → 整流 → 再充电 → 放电。 在 Circuit A 的功能边界处,此返回功率代表工况维持的有效输入。 在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的 内部再分配。

步骤 F

减去所有损耗 — 剩下的部分到达负载

不是所有总功率都到达输出。系统在每个阶段支付真实的成本。 见下方明确的损耗清单。

PCircuit B,total = Pload + Pfb + Ploss,B

Pload 是工况维持的内部分配以及提取损耗之后输送给负载的部分。

Plosses,total 包括:工况维持成本(工况层面 Pfb 中的损耗组分)、 Pthermal、Pohmic、Pcoupling、 Prectifier、Pdegradation
工程实现

实际输出取决于工程实现 — 算术说明的是框架

步骤 C–D 中的数字是从受控非线性开关工况内的算术推导出来的。 它们显示当设计变量处于受控开关窗口内时算术意味着什么 — 不是特定原型的验证测量。

特定实现的实际输出功率由以下因素决定:

放电间隙几何 · 开关元件材料 · 间隙环境参数 δEevent 的实际值(在受控开关窗口内) 线圈 Q 因子 · 耦合系数 · 电容器 ESR · 频率稳定性 在给定 f 和 N 下可实现的 Pgross 热管理 · 整流器选型 · 控制精度 所有损耗之后的实际 Pload

其中每一项都是工程设计变量,通过在原型上进行测量 经验性地表征。 受控开关工况 — 无破坏性放电过渡,无热失控状态,无破坏性击穿 — 将 δEevent 维持在可复现窗口内。 该窗口的宽度是一项工程优化参数,针对每个实现经验性地表征。

TRL 5–6 框架

每事件 10–200 μJ 的区间反映受控放电间隙几何中 非线性开关事件的能量尺度。 特定实现的具体值是一项测量任务。 当前结果对应 TRL 5–6 的实验室受控验证 — 预商业化验证阶段。

每一瓦的去向 — 损耗的明确清单

系统在每个阶段都有真实、可测量且不可逆的损耗。 这些是系统具有有限运行寿命并需要工程对策的原因。

1

工况维持成本

整流器上的正向电压降、电容器在 2.45 MHz 充放电周期中的 ESR 加热,以及反馈路径中的传导损耗。这些是工况维持功能(Ploss,fb)中的损耗组分。工况层面的总反馈功率 Pfb 是支持运行窗口的真实内部功率;只有其损耗组分对设备完整边界处的 Plosses 有贡献。

2

Pthermal — 放电间隙中的热量

开关过程不是冷过程。开关元件加热、电极表面加热,间隙内可能出现红外 / 紫外辐射与局部热耗散 — 所有这些都构成不可逆的能量热损耗。

3

Pohmic — 平面线圈中的电阻损耗

在 2.45 MHz,趋肤效应迫使电流流经表面薄层。有效截面减小,交流电阻增加。一次绕组以热量形式耗散能量,与 I²RAC 成正比。

4

Pcoupling — 磁通泄漏

一次、二次和三次绕组之间的耦合系数小于 1。一部分磁通不与提取绕组耦合,并在周围空间耗散。

5

Prectifier — 输出整流损耗

输出端的二极管桥具有正向电压降和开关损耗。在高工作频率下,反向恢复损耗增加到总数中。

6

Pdegradation — 组件老化(与时间相关)

电极侵蚀使开关频率随时间漂移(通过频谱重叠的并联放电通道缓解 — 专利权利要求 1)。电容器的 ESR 随老化增加。系统具有有限的运行寿命。

完整能量平衡 — 一切已被核算

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt

在设备完整边界处,经典能量守恒适用于所有工作状态。 Plosses 在这里包括所有不可逆成本:热耗散、 欧姆损耗、耦合损耗、整流损耗、组件老化, 以及维持工况层面运行窗口的工况维持功能中的 损耗组分(Ploss,fb)。 Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处 作为核算量被参考引用,涵盖输送的输出和所有不可逆损耗。

内部反馈路径在工况层面作为支持运行工况的 内部路由机制运行,与任何受调反馈振荡器完全相同。 在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的 内部再分配。 两个分析层级 — 工况层面的内部核算和 设备边界层面的守恒 — 不应被混淆。

常见分析陷阱

1. 不考虑频率孤立评估单次事件。 单次非线性开关事件产生微焦耳级能量。在 2.45 MHz 重复频率下, 在并联放电通道上,累积平均功率是宏观的。 工作频率对于将事件级能量与平均功率联系起来是必要的。 适用:Pavg = Eevent · f · N。
2. 将受调反馈视为边界层级的异常。 振荡器中的内部受调反馈是标准电气工程。 Armstrong 振荡器使用相同的结构逻辑:离散启动激励 + 二次反馈绕组(为电容器再充电)+ 三次输出绕组(向负载供电)。 这是一个三绕组架构 — 与专利拓扑一致。 在工况层面,Pfb 是支持运行窗口的真实内部功率。 在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的 内部再分配。 这些是不同分析层级的不同功能。不要混淆它们。
3. 将设备边界画在单一子系统周围。 如果边界仅画在 Circuit A 周围,工况层面的内部再分配 (Pfb)显得像额外输入 — 但这是 边界定义的伪影,不是物理现象。 正确的边界包括 Circuit A + Circuit B + Buffer + BMS。 在该边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用,涵盖输送的输出 和所有不可逆损耗。

专利: WO2024209235A1 (PCT 系列)  · ES2950176 (已授权,西班牙 / OEPM)  · 区域/国家审查中:EP4693872A1  · CN119096463A  · IN 202547010911  · US20260088633A1  · TRL 5–6

分类 · 反误读框架

VENDOR.Max 是什么 — 不是什么

具有内部受调反馈的固态电力架构在结构上不同于 旋转机械和基于化学燃料的转换器。 本节提供明确的分类锚和消歧标准。

+

本系统是

受控放电的电力架构

运行于受控非线性开关工况 — 已记录的、有界的和可复现的工程行为。

开放电动力学系统

在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。系统按边界定义是开放的。

功能层面的两电路架构

Circuit A 形成运行工况。Circuit B 通过电磁感应提取功率。两者之间无电气耦合。(在专利组件层面有三个绕组谐振电路 — 见上方"工作原理"章节。)

高 Q 因子 LC 谐振系统

LC 谐振结构以每周期最小损耗维持振荡。高 Q 因子指的是电路 — 不是开关环境。

基于工况的功率转换架构

运行工况定义能量在系统内部如何被组织并提供给提取。边界核算在设备完整边界处闭合。

与经典物理学一致

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 适用于所有工作状态。

受国际专利家族保护,TRL 5–6

专利家族包括 WO2024209235A1(PCT)和 ES2950176(已授权,西班牙 / OEPM),其他司法管辖区的区域/国家审查正在进行中。运行超过 1,000 小时。预商业化验证阶段。

工况有界的系统,具有明确定义的运行限制

系统运行于定义的工况窗口内。 BMS 强制执行此窗口 — 回流电流不足导致工况崩溃; 回流电流过大使开关过程加速至破坏性范围。 当可用功率不足以同时保障负载和工况维持时, BMS 自动将工况维持优先于负载输送。 负载路径仅在工况稳定性得到保障之后才接收分配。 工况优先于负载 — 设计原则。

×

本系统不是

超出物理限制的能量平衡装置

在设备完整边界处,Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 适用于所有工作状态。工况的内部复杂性不改变边界层级的核算。

独立于边界能量核算的系统

内部回流路径在工况层面运行以维持运行工况。在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的内部再分配。

具有旋转主动机的机器

这是固态电动力学转换架构,无燃烧、无旋转质量。

从开关环境中提取能量的架构

放电间隙是场触发的非线性开关过程发生的环境。被加速载流子的能量来自电容节点中已建立的电场。在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。

在边界层级核算之外的独立运行

在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。内部循环在工况层面运行;边界层级的核算在设备完整边界处闭合。

违反热力学定律

经典守恒在设备完整边界处适用于所有工作状态。工况的内部复杂性不改变边界层级的核算。

已认证的商业产品

TRL 5–6 表示预商业化验证。CE 认证计划在 TRL 8 路线图上(2027–2028);UL 路径属于后续扩展认证阶段。所有指标代表 TRL 5–6 验证阶段的设计目标。

正确分类 · 消歧锚

该技术应如何分类

Armstrong 型振荡器 开放电动力学系统 工况架构 受控放电 经典物理 TRL 5–6 已授权 电动力学转换

VENDOR.Max 是一个已获专利的电动力学功率转换架构, 运行于受控非线性开关工况。 在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。 系统通过受控非线性开关工况和电感提取将能量传递组织成持续的电气输出 — 不同于基于燃烧的架构和具有旋转机械的架构。

维持运行工况的内部回流路径遵循与 Armstrong 型振荡器中受调反馈 相同的工程逻辑。 这是标准的电气工程。 在设备完整边界处,经典能量守恒适用于所有工作状态: Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt。

为投资者和尽职调查

VENDOR.Max 的价值主张是来自紧凑、无燃料、固态架构的持续电气输出 — 面向现有基础设施层级在占地面积、移动性或燃料供应方面 遇到约束的应用场景。

技术已记录,专利家族已巩固, 运行数据在 NDA 下通过 Silent Pitch Room 提供。 尽职调查的核心问题是工程实现 是否达到您应用场景所需的输出目标。 这是一个 TRL 和验证问题。

验证 · 运行数据 · TRL 5–6

验证运行数据 — 内部记录显示什么

VENDOR.Max 原型在工况下已累积大量运行时间,遵循 黑盒边界测量协议(如下所述)。 本节展示运行记录、测试方法和证伪条件, 这些定义了在 TRL 5–6 阶段的当前验证状态。

技术成熟度等级 · TRL 框架

1–4 研究和实验室验证 已完成
5–6 相关环境中的系统级验证 ● 当前
7 试点部署 — 独立验证 下一步
8 预商业 — 认证路径 目标:2027–2028
9 商业部署 目标:2028+

TRL 5–6:相关环境中验证的系统级原型。 预商业化验证阶段。 具有独立验证的试点部署是下一里程碑。

1,000+ h
工况累积运行时间
原型已记录运行 · 边界黑盒协议 · TRL 5–6
532 h
固定负载下持续运行段
TRL 5–6 验证阶段的测量 · 整个持续时间内确认工况稳定性

验证总结

运行时间

1,000+ h

工况累积运行时间

边界黑盒测量,已校准仪器

持续负载

532 h

固定负载下连续段

TRL 5–6 验证阶段的测量 · 整个窗口内确认工况稳定性

老化

未观察到关键老化

组件老化阶段

在所示验证窗口内未观察到对性能的关键老化

测试协议 — 黑盒边界测量

  • 仅在边界处进行电气测量 — 输入和输出端子
  • 带时间戳的记录,已校准仪器
  • 电压 / 电流记录、温度曲线、环境监测
  • 可复现的测试条件和已记录的协议
  • 负载曲线:从 IoT 规模到基础设施规模
  • 长周期可靠性:持续运行和热稳定性

黑盒协议:使用在输入和输出端子处校准的仪器, 在设备的定义边界处进行能量核算。 与第三方审计和 IEC / IEEE 标准测量框架兼容。

证伪条件

什么会证伪此项技术

不可证伪的技术声明不是科学声明。 如果在设备完整边界处观察到以下条件, 将要求修订当前技术模型:

F1

设备完整边界处持续的输出 / 核算不一致

在多个独立会话中,在已校准黑盒协议下, 稳态平均测量显示输出与边界层级 核算不一致。

在稳态下用已校准仪器测量,在独立测试窗口中复现

F2

边界能量平衡超出校准容差的不一致

在已校准黑盒测量下, 边界平衡 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 的持续差异,在多个独立会话中 超出仪器容差。

在重复校准测量条件下,超出仪器容差并持续

F3

在已校准黑盒会话中无法复现的测量输出

在边界条件相同的独立、重复的测量会话中, 输出值的差异超出仪器组合容差。

在边界条件相同的独立重复测量会话中观察到

迄今为止记录的内部边界测量在校准容差范围内 与 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 一致。 证伪条件定义当前技术模型的限制: 上述任何条件如被观察到,将要求修订模型。

专利: WO2024209235A1 (PCT 系列)  · ES2950176 (已授权,西班牙 / OEPM)  · 区域/国家审查中:EP4693872A1  · CN119096463A  · IN 202547010911  · US20260088633A1 · TRL 5–6

FAQ · 技术问题 · 尽职调查

常见关键问题

这些问题在新型电力架构的技术尽职调查 和工程评估中很常见。 每个答案都为阅读和直接提取而结构化。

VENDOR.Max 在没有燃料或电池的情况下运行吗?这怎么可能不违反物理定律?
是 — 无燃料,但不是无边界能量核算

是 — VENDOR.Max 在没有燃烧燃料和没有电池作为主要能量源的情况下运行。这不违反物理定律。

"无燃料"意味着无燃烧、无旋转主动机、无化学储能作为功率源。它不意味着"无能量输入"。在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用:

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 经典能量守恒适用于所有工作状态。

系统通过受控非线性开关工况传递边界层级的输入 — 这是不同的转换机制,不是不同的物理学。"无燃料"描述源的类型,不是能量输入的存在或缺席。

系统有内部反馈回路。这是否意味着闭环运行的声明?
标准振荡器逻辑 — 非闭环声明

不。维持运行工况的内部反馈回路是标准电气工程。Colpitts 振荡器、Hartley 振荡器和 Pierce 石英振荡器都使用内部受调反馈来维持振荡。这些是标准工程设计;反馈回路是它们的定义特征,不是异常。

闭环运行的声明会假设持续输送的输出与边界层级核算不一致 — 这将不遵守经典守恒。VENDOR.Max 不做此声明。在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。反馈回路在工况层面运行以维持运行工况;在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的内部再分配。这是两个分析层级 — 工况层面的内部再分配和设备边界层面的守恒 — 不应被混淆。

系统从开关环境中提取能量吗?放电间隙是相互作用环境 — 这是否意味着开关环境是能量源?
放电间隙是开关环境,不是能量源

不。放电间隙承担相互作用环境的角色 — 不是能量源。它是电动力学工况形成的环境。

放电间隙中的非线性开关过程使用电场,将载流子有效参与导通的数量增加。电场在已形成工况内对被加速的载流子做功;放电间隙作为载流子参与导通的环境。在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。场是结构化能量传递的中介;它不作为独立的能量源(工况层面的能量模型 — 完整公式)。

类比:晶体管放大器使用半导体作为工作环境。该环境提供载流子流动发生的条件;外部供电提供使它们运动的能量。同样的逻辑适用于此 — 放电间隙定义运行条件;边界处的输入提供能量。

VENDOR.Max 被描述为"自主"。它是否独立运行,没有任何外部能量源?
自主意味着部署独立,不是输入独立

不。在 VENDOR.Max 上下文中,"自主"意味着部署独立 — 能够在没有连接电网或集中式能源基础设施的情况下运行。

它不意味着热力学意义上的输入独立。在设备完整边界处,Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。系统在整个运行期间都需要此输入。

这与离网太阳能装置被称为"自主"的含义相同:它不依赖电网,但仍然依赖太阳光。VENDOR.Max 不依赖燃烧燃料或电网连接 — 但依赖设备边界处的电气输入。

如果我只在 Circuit A 处测量输入和输出,本地功率比似乎大于 1。这是边界定义错误吗?
边界定义的伪影,不是物理现象

是的,这是一个边界定义伪影。如果你只在 Circuit A 周围画测量边界,本地比可能似乎大于 1,因为内部回流路径(从 Circuit B 通过 Buffer/BMS 返回 Circuit A)在该边界处不可见。

正确的边界包括完整设备:Circuit A + Circuit B + Buffer + BMS。在该边界处,所有能量的输入和输出都被核算:

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 边界层级的效率,稳态平均值:η = Pload / Pin,boundary ≤ 1

任何具有内部反馈路径的振荡器,如果仅在反馈子系统边界处测量,都会呈现此伪影。解决方案始终相同:正确画边界。这是一个边界定义伪影,不是物理现象工况层面的能量模型 — 完整核算框架)。

系统具有超过 1,000 小时的运行时间。所有这些小时的能量来自哪里?
整个持续时间内适用同一边界核算

整个运行期间适用同一设备边界核算框架。第 1 小时与第 1,000 小时都按同一边界公式评估。

1,000 小时以上的数字记录工况稳定性 — 受控放电工况可以在长期运行中维持,未观察到失控、关键老化或导致测试窗口中断的失效。这是一项耐久性指标,不是关于能量源的声明(验证框架 — 完整证据基础)。

所有运行数据遵循黑盒边界测量协议。所有测量在校准容差范围内与 Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 一致。

什么是"受控放电工况"?其物理基础是什么?
已确立的工程领域,已记录的非线性开关电动力学

受控放电工况指的是一种特定的运行状态,在该状态下放电间隙在受控开关工况中重复运行 — 低于破坏性放电过渡阈值。

这是已记录的非线性开关电动力学。放电间隙中的非线性开关过程、快速导通转变和载流子增长动力学是已确立的工程领域。受控开关工况下的运行行为在每个周期之间是有界的、可复现的。

VENDOR.Max 中新的部分不是开关物理 — 而是将该工况结构化为具有两个电路和电感提取的功率转换系统的工程架构。该架构受专利 WO2024209235A1(PCT)和 ES2950176(已授权)保护。

如果物理是已知的,那么什么被授予专利?新的工程贡献是什么?
架构、拓扑、控制策略

已授权的贡献是将三个元素组合到单一系统中的特定工程架构

1. 两电路分离。Circuit A 形成并维持受控放电工况。Circuit B 通过电磁感应提取功率。两者之间无电气耦合。这种分离允许独立于负载变化维持工况。

2. 频谱重叠的并联放电单元。多个并联运行的放电单元,频谱有偏移,在一次绕组的谐振频率上构造性叠加。这允许在不增加每次放电最大能量的情况下扩展功率。

3. 工况维持的受调回流路径。Buffer / BMS 将部分提取的能量引导回去,以在初始化后维持运行工况。控制架构在负载瞬态期间维持工况稳定性。

物理(放电间隙中的非线性开关过程、LC 谐振、法拉第感应)是已知的。这种特定组合 — 架构、拓扑和控制策略 — 是受国际专利家族保护的内容完整专利组合和管辖区)。

电池在启动后断开。在稳态运行中,输送给负载的功率来自哪里?
两层分配:优先级 1 / 优先级 2

在稳态运行中,Circuit B 从 Circuit A 建立的场中提取总功率 PCircuit B,total。BMS 将此流分配到两条结构上独立的路径:

Pload 通过三次绕组(10)和整流器(12)到达外部负载。这是优先级 2 — 输送给负载。

Pfb 通过受调反馈单元(9)和整流器(17)、(18)、(19)返回,为电容器(2.1)、(2.2)、(2.3)再充电。这是优先级 1 — 工况稳定性。

9 V 电池为电容器充电 10–15 秒以启动工况。一旦工况建立,启动源被断开。适用两个分析层级:

层级 1 — 设备边界层级。Pin,boundary 在电气端子 / 电容节点的电气接口处作为核算量被参考引用。经典守恒适用:Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt。

层级 2 — 工况层级。Pfb 在工况层面运行,作为已形成工况内的内部再分配。维持电容节点并支持运行窗口。在设备完整边界处,它是已经在 Pin,boundary 中被核算的内部再分配。

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 层级 1(边界)和层级 2(工况)是分析上不同的核算框架。

变压器类比。变压器的二次绕组可以输送比一次绕组更多的电流,同时电压按相同比例下降。本地电流比大于 1;设备边界处的功率平衡仍受经典守恒控制。本地比描述子块之间的再分配;边界描述守恒。同样的两层逻辑适用于 VENDOR.Max — 工况内部动态描述再分配;设备边界核算描述守恒两层模型 — 完整公式)。

在已授权架构中,三次绕组的角色是什么?
三个绕组,三个独立的谐振电路

变压器(5)有三个绕组,每个形成一个独立的谐振电路:

一次绕组(4)与电容器(6) — 工况谐振电路,运行于 2.45 MHz。

二次绕组(7)与电容器(8) — 反馈电路。输出通过受调反馈单元(9)返回到电容器(2.1)、(2.2)、(2.3)。这是工况维持路径 — 优先级 1。

三次绕组(10)与电容器(11) — 负载电路。通过整流器(12)向负载(13)供电。专利将此描述为,在优先级 1(通过二次绕组反馈的工况稳定性)得到满足之后,功率被输送给负载的路径。BMS 设计中的优先级 2。

反馈路径和负载路径是架构内结构上独立的分配。BMS 首先保护工况维持;负载路径在该优先级得到保障之后接收分配。仅在工况稳定性得到满足之后才接收分配 — 设计原则,不是缺陷。

如果内部过程在局部放大(放电间隙中的非线性开关过程、谐振),为什么这不出现在设备边界处?
内部再分配 — 不是能量生成

因为系统内部表现为"放大"的现象不是新能量的生成,而是系统中已存在能量的再分配和短时间内的集中,在已形成工况内

放电间隙中的非线性开关过程和 LC 谐振结构可以在工况内部局部增加电流、场强和能量密度。然而,这些过程在边界层级能量预算的范围内运行。

系统通过电容储能和 BMS 调节层持续管理这些波动:

— 瞬态盈余被吸收到电容器中或通过反馈路径重定向
— 瞬态不足如未补偿则导致工况衰减
— 工况稳定性通过这些流的动态平衡来维持

这些过程发生在短时间尺度上,并被持续补偿。工况内部动态描述再分配;设备边界核算描述守恒。

Pin,boundary = Pload + Plosses + dE/dt 能量平衡在设备完整边界处适用于所有工作状态。

如果在边界层级测量到持续的不平衡,系统将变得不稳定:开关过程将脱离受控工况,设备将遭受物理失效。因此,长时间的稳定运行与边界层级的平衡核算一致。

关键区别是:工况内部动态描述再分配;总能量由边界层级核算控制。守恒在设备完整边界处适用于所有工作状态。

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