VENDOR.Max 工作原理
VENDOR.Max 是一种受控的电动力学系统，按工作状态组织运行。短时启动形成脉冲激励，脉冲激励建立耦合谐振工况。脉冲激励、耦合谐振工况、电磁取能、整流、直流主母线与工况反馈共同构成工况环路，维持整个架构的运行。
没有用户负载时，系统维持自身的工作工况。接入负载后，一条新的电荷流回路闭合，取能增加，BBMS 将整个系统带到新的工作点。输出功率是这一协调运行状态的结果，而不是在空载插座处预先等待的若干千瓦。
首先，VENDOR.Max 形成自身的工作工况。随后，工况环路维持架构的运行。接入负载会形成一条新回路，并增加取能。BBMS 调整脉冲泵浦，同时由缓冲在过渡期间维持连续供能。随后，谐振储能与直流主母线收敛到新的工作点，功率在该工作点上于用户端口变得可用。
同一循环中的六个节点
脉冲泵浦 → 谐振储能与环流 → 受控取能 → 用户端口的有功功率
每个节点都链接到对其加以说明的章节。
架构所依托的物理机制
VENDOR.Max 的架构汇集了脉冲功率技术、耦合谐振系统、电磁传输、高频整流以及受控电力电子中已确立的物理机制。VENDOR 自主研发的内容，在于把这些机制组织成一个统一的受控运行循环。
本页中的参考文献直接链接到出版方记录与 DOI 条目。它们展示了 VENDOR.Max 架构中所汇集的物理与工程类别的当前发展状态：脉冲形成、耦合谐振工况、电磁取能、带载运行以及有功功率测量。
为每次激励事件准备局部能量储备。
在专利所公开的充气放电通道中，电场驱动的电离与电子雪崩通过产生额外的电子—离子对，使可用载流子的数量成倍增加。
储能状态的快速释放：导电通道把电荷传输集中到很短的时间窗口内。
以一连串离散能量注入激励耦合谐振系统。
相干谐振积累：相继的注入建立起工况储能，其大小为单次事件能量的许多倍。
在物理上相互独立的载流子集合之间进行电磁传输。
在负载下从谐振工况中受控取能。
定向流的整流与分配。
受保护的方案
受保护的结构方案涉及激励单元：多条并联放电通道，各通道的触发阈值互不相同，频谱相互错开并部分重叠，配以分段储能元件和各通道独立整流。该特征组合记载于独立权利要求 1。专利保护：ES2950176B2 (Granted)，WO2024209235A1 (Published)。
专利公开与当前工程
本页依据已公开专利族所披露的功能架构来说明 VENDOR.Max。专利模块编号以及充气放电通道的描述，均指该公开披露。当前的样机计划针对相同的功能原理与运行逻辑，开发新的工程实现。因此，其元件拓扑、开关实现方式、材料、系统集成与控制架构，可能不同于专利文件中所述的示例性实施方式，属于 VENDOR 的自有工程技术。
激励单元如何引导工作工况
启动
启动能量脉冲形成初始电荷状态，并触发一连串脉冲事件。在标准架构中，启动储能元件位于装置内部；START 按钮是一个控制事件，用于放行内部开关动作：指令 → BBMS → 储能元件 → 激励单元。运动始于导体、绕组与触点中原本就存在的载流子。
达到工作工况后，储能元件改变功能：由启动源转为 BBMS 的双向瞬态缓冲。
历史上的实验室配置使用外部启动源，启动后即物理断开。标准架构将启动储能元件集成在装置内部，并在启动后将其用作 BBMS 的双向工况缓冲。
激励单元
激励单元（专利模块 3）在分段储能元件中积累已分离的电荷，并为一次事件准备能量储备。在专利所公开的充气放电通道实施方式中，达到触发阈值会引发电离和电子雪崩。雪崩使通道中可用载流子的数量成倍增加：额外的电子—离子对随之形成，电极间隙变为导电状态。这就是载流子倍增。载流子运动的能量来自由储能元件维持的电场。
更多可移动载流子 → 更高的通道电导 → 更快释放所储存的电荷
随后，导电通道使储能元件在短时间间隔内释放其部分储存能量。它决定注入脉冲的时刻、上升特性与时域波形。由此形成的一连串离散能量注入驱动谐振系统：
其中 \(E_{\mathrm{inj},j}\) 是一次事件中实际越过初级回路边界的能量。
工作工况并非仅由平均泵浦功率决定。决定它的还有每次事件的能量与电荷、重复频率、脉冲前沿、相对于当前振荡的触发相位、工作通道的数量，以及下一次事件之前耦合谐振系统的状态。
科学依据
局部储能状态的快速释放以及事件时域波形的控制，仍是脉冲功率技术中的活跃领域。Zeltser、Schächter 与 Krasik（2026，IEEE Transactions on Plasma Science）通过实验展示了一种配有陡化放电间隙的紧凑型螺旋发生器，可形成上升时间在亚纳秒级的电流脉冲：
Spiral Generator as a Compact Pulse Power Source for Sub-ns Pulses
激励单元以一连串离散能量注入来引导谐振工况的状态。
工作工况如何形成
脉冲激励单元与耦合高压特斯拉型谐振器系统共同构成 VENDOR 所称的 Tesla Pump 工作工况。
在耦合高压特斯拉型谐振器系统（专利模块 5）中，形成工况的动态能量储备——即电场项与磁场项之和：
能量在电场状态与磁场状态之间反复重新分配。这就是持续的环流。较高的内部电压反映工况储备中的电场分量，较大的环流电流反映其中的磁场分量。二者共同决定内部视在功率的量级；通过所选端口的有功功率传输由同步平均值 \(\langle u(t)\,i(t) \rangle\) 定义。
在耦合谐振工况中，与振荡状态同步的相继能量注入相干叠加。工况储能在许多次事件中逐步建立，可达到一次参考注入所提供能量的许多倍。这就是谐振积累：\(E_{\mathrm{mode}}\) 的每一次增量都来自相继的注入，而损耗与取能限定了稳态储能。
这两种倍增发生在不同的物理层级。在专利所公开的充气放电通道中，电离与雪崩使可用载流子的数量成倍增加。在谐振系统中，重复的同相注入建立起的储能可达单次激励事件能量的许多倍。
泵浦、损耗与取能如何决定工作工况的平衡，在能量模型一页中展开。
专利所公开的放电通道使可用载流子成倍增加。同相注入建立起的谐振储能可达单次激励事件能量的许多倍。
科学依据
Karalis 等人（2008）建立了谐振物体之间高效非辐射能量传输的耦合模描述：
Efficient Wireless Non-Radiative Mid-Range Energy Transfer
关于强耦合磁谐振之间能量传输的奠基性实验，由 Kurs 等人（2007，Science）发表：
Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances
Wang 与 Ludois（2025）通过实验分析了借助特斯拉谐振器在空间两点之间进行的浮地单线功率传输：
Floating Single-Wire Power Transfer Between Two Points in Space via Tesla Resonators
当前文献持续发展特斯拉型谐振器系统在几何结构、耦合与模态结构方面的研究。Wang 等人（2025）发表了一种用于极高匝比特斯拉变压器的分段互感模型：
Modeling and Design of the Tesla Transformer With an Extremely High Turns Ratio
Chen 等人（2026）提出了一种基于三重谐振的小型化脉冲发生器：
A High-Efficiency and Miniaturized Pulse Generator Based on a Triple-Resonant Tesla Transformer
谐振储能与受控取能
核心工程任务是协调泵浦、损耗与取能，使有用功率得以传输，同时谐振状态始终保持在受控的工作窗口之内。
谐振单元具有自身的内部开关动作，与激励单元的阈值开关事件相互独立。两者在架构中承担不同的功能。
工况平衡：
工况的工作点，\(\langle dE_{\mathrm{mode}}/dt \rangle = 0\)：
\(P_{\mathrm{pump}}\)
由激励单元形成、位于初级回路边界处的脉冲事件流。
\(P_{\mathrm{pump,mode}}\)
经中间传输与损耗之后，进入耦合谐振工况储备的那部分泵浦。工况平衡使用 \(P_{\mathrm{pump,mode}}\)。
工况环路如何闭合
电磁取能经由场，把部分工况能量传入接收侧自身的载流子集合。耦合是双向的：接收侧的取能会反作用于工况。
整流（专利模块 12）形成定向流，并将其送往直流主母线——已分离电荷的储池。母线将该定向流分配到三条支路：
- 通往激励单元的工况回送；
- 控制与辅助供电；
- 用户变换级。
工况回送将部分定向流送到激励单元的输入端，为下一次事件供能。架构由此闭合为工况环路：
科学依据
带有源元件与反馈的持续振荡属于已确立的自激振荡系统类别。关于自激振荡动力学的系统性论述，见 Jenkins 的综述（2013，Physics Reports 525(2)）：
电气隔离的用户接口变换级（专利模块 13）——开关级、隔离变压器与整流——形成可调直流输出。用户接口拥有自身的载流子集合，并通过磁耦合界面与内部工况隔开。
Frame 1——工作核心
Frame 1 涵盖工作核心：激励单元、带有组织取能的耦合谐振工况、整流，以及用户变换级的功率部分，直至可调直流输出。正是在这里，脉冲泵浦形成谐振工况，电磁取能得以进行，并产生可调的直流流。
直流主母线、BBMS、工况支路与反馈通路位于 Frame 1 之外、装置内部。Frame 1 是工作核心；完整的工况环路在装置层面经由直流主母线与工况支路闭合。
没有用户负载时系统如何运行
从工况中的取能分为内部分量与用户分量：
用户负载断开时，\(P_{\mathrm{take,customer}} = 0\)，因此
内部取能 \(P_{\mathrm{take,int}}\) 折算到谐振工况的取能边界，包括工况回送、控制、辅助供电以及下游各级的内部损耗。
没有用户负载时，VENDOR.Max 的自身架构已经构成负载：工况支路、控制、辅助电路与内部损耗。
什么是工作点
工作点是这样一种状态：内部平均储能不发生漂移，内部流与当前取能及自身损耗相匹配。在工作点上，两个层级同时收敛：
电压、电流、温度与取能深度均处于工作窗口内。BBMS 保持工作点。
接入负载会改变什么
当输出端口处于开路状态时，端口上存在电压，没有闭合的用户回路，经端口的有功功率传输为零。
一旦接入负载：
- 一条新的电荷流回路闭合；
- 出现用户取能分量 \(P_{\mathrm{take,customer}}\)；
- 从工况中的总取能增加；
- 原先的工作点 \(x^\star_1\) 让位于带载工作点 \(x^\star_2\)。
负载得到的并不是在插座中等待的千瓦。负载改变的是整个系统的条件，VENDOR.Max 随之进入相应的带载工作点。
负载如何作用到工况
- 用户载流子集合中的取能增加。
- 用户变换级的磁耦合界面处，反向场增强。
- 用户变换级的初级侧从直流主母线增加取能。
- 母线上的电荷分离开始变化。
- BBMS 记录状态变化。
- 工况支路改变其对激励单元的作用。
- 脉冲泵浦随之改变。
- 谐振工况进入新的工作状态。
- 新的工作点提供用户所需的取能。
系统并不是从同一个不变的工况中输出不同的功率：负载变化时，整个闭合系统会调整自身的工作点——从激励单元的输入端，一直到用户变换级可获得的功率。
科学依据
当前文献把带载的耦合谐振系统视为一个统一的动态问题，其中包括补偿、工作频率的选择以及所需输出特性的形成。Chen 等人（2024，IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics）通过补偿网络实现了三个耦合回路的同时谐振：
Qi 等人（2024，IEEE Transactions on Circuits and Systems II）展示了通过选择工作频率获得恒压或恒流输出：
Frequency Selection to Achieve CV/CC Output for Single-Wire Power Transfer Systems
BBMS 如何把系统带到新的工作点
BBMS 管理工作点之间的过渡。它协调直流主母线的状态、工况支路、脉冲泵浦以及缓冲储能元件。过渡的调节手段是泵浦参数：每次事件的能量与电荷、重复频率、工作通道数量、触发相位以及储能元件电压。系统由 \(x^\star_1\) 过渡到 \(x^\star_2\)。
瞬态缺口与缓冲
在阶跃变化下，相对于工况的调整时间，接入的负载几乎在瞬间就要求额外的电荷流。放电通道、谐振工况、变换器与控制在有限时间内到达新的工作点。过渡期间，需求功率与工况功率出现差异，\(P_{\mathrm{demand}}(t) \neq P_{\mathrm{mode}}(t)\)。缓冲暂时提供的能量，就是这一缺口的面积：
负载变化
用户取能分量增加。
快速瞬态
直流主母线电容释放部分储存能量：\(P_C = -\,d\!\left(\tfrac{1}{2}CU^2\right)/dt\)。
瞬态区间
BBMS 的蓄电池缓冲暂时提高向工况支路提供的功率，\(P_{\mathrm{BBMS}} > 0\)，并稳定激励单元输入端的供电。
泵浦调整
BBMS 改变脉冲事件的参数；\(P_{\mathrm{pump}}\) 随之变化，\(P_{\mathrm{pump,mode}}\) 与储备 \(E_{\mathrm{mode}}\) 也一同变化。
新的工作点
工况平衡与母线平衡再次收敛；调整后的工况承担新的稳定负载。
缓冲恢复
蓄电池回收能量，\(P_{\mathrm{BBMS}} < 0\)，并恢复其荷电状态。
负载下降时，缺口的符号反转，缓冲吸收多余部分。
| 时间尺度 | 功能 |
|---|---|
| 微秒至毫秒 | 直流母线电容覆盖快速瞬态 |
| 毫秒至秒 | BBMS 蓄电池弥合瞬态能量缺口 |
| 秒级及更长 | BBMS 使系统在工作点之间迁移 |
| 持续 | 母线支路网络分配稳态流 |
工作状态阶梯
随着负载增加，系统沿工作状态阶梯上行，到达 \(E_{\mathrm{mode}}\) 更大的工作点，使目标取能始终是工况储备中受控的一部分。
缓冲换来的是时间，而不是工作点。在较长的稳态窗口内，缓冲交换趋于零，\(\Delta E_{\mathrm{battery}} \approx 0\)：缓冲只是在不同时刻之间转移能量，为负载供电的是调整后的工况。
VENDOR.Max 不是在预设的功率档位之间切换。它依据实际负载管理架构的状态。
工作点如何成为用户功率
VENDOR.Max 的输出功率在接有负载的工作点上定义。电压决定单位电荷所传递的能量，电流决定电荷传输的速率，二者乘积的时间同步平均值给出向负载输送能量的速率：
正弦、非正弦、平衡与不平衡条件下电功率量的定义，由现行标准 IEEE Std 1459-2025 规定。
\(P_{\mathrm{take,customer}}\)
用户取能分量，折算到谐振工况的边界。
\(P_{\mathrm{customer}}\)
直接位于用户端口的有功功率。
二者之间是整流、直流主母线、分配、用户变换级以及产品变换链的损耗。用户取能分量经过这些变换，成为用户端口上的可测功率。
开路端口有电压，有功功率传输为零。接入负载后的端口构成新闭合回路中的一个测量截面。系统的相关特性，是架构在负载下能够形成并保持的工作点范围。
插座
插座是接口，而不是功率储备。端口开路时，端口上存在电压，但没有有功功率传输。接入的负载闭合一条新回路，输出功率即成为系统相应工作点的结果。
同一个物理核心，两种接口
−48 V 直流
可调直流是物理核心的输出。无逆变器的直接通路；行业标准接口。
230 V 交流
交流是附加的接口级。该配置增加逆变器供电环节与逆变器本身：比直接通路多一级变换。
常见问题
启动之后会发生什么？
来自内置储能元件的启动能量脉冲经由脉冲激励建立耦合谐振工况，系统沿工作状态阶梯上行，到达自身的工作点。工况环路闭合后，激励通路的输入由工况支路从直流主母线供电，内置储能元件则成为 BBMS 的双向缓冲。
用户端口开路时会发生什么？
端口上存在电压，经端口的有功功率传输为零。与此同时，系统在自身的工作点上运行，为工况支路、控制、辅助电路与内部损耗供能。
没有外部负载时，装置真的处于空载吗？
不是。VENDOR.Max 的第一个负载就是其自身架构：没有用户负载时，从谐振工况中的全部取能都流向内部支路与内部损耗。
接入负载后会有什么变化？
负载闭合一条新的电荷流回路，并在内部取能之上增加用户分量。系统从初始工作点过渡到新的工作点，在新的工作点上，工况同时支撑架构的内部运行与用户负载。
BBMS 如何把系统带到新的工作点？
直流主母线电容覆盖最快的瞬态，BBMS 的蓄电池缓冲在较长的瞬态区间内维持连续供能，BBMS 则改变脉冲事件的能量与电荷、其频率、工作通道数量以及触发相位，直至建立新的协调工作点。过渡结束后，蓄电池恢复其荷电状态。
直流接口与交流接口有何不同？
可调直流输出是物理核心的用户接口。交流配置在此基础上增加一级逆变器。
