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)明涉及用于使動物或人類目標失去能力的設(shè)備；以及用于在電極和目標之間有空氣隙的電路中提供經(jīng)過電極和目標的電流的方法。
最初的眩暈槍是在20世紀60年代由Jack Cover發(fā)明的。通過遞送高電壓脈沖序列到目標的皮膚內(nèi)，使得流經(jīng)目標的電流干擾目標的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)，這種現(xiàn)有技術(shù)眩暈槍使得目標喪失能力.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)計使電極固定到槍上。在操作中，用戶建立電極到目標的直接接觸。第二種設(shè)計通過發(fā)射一對鏢箭，在遠程目標上操作。每個鏢箭包括一個電極，該電極通常包括一個帶倒鉤的尖端。鏢箭與目標所著的衣服嚙合，或者與目標的皮膚嚙合。在大多數(shù)情況下，在電極之一或兩者與目標的皮膚之間存在高阻抗空氣隙，因為電極之一或兩者與目標的衣服接觸，而不是刺入目標的皮膚。
常規(guī)眩暈槍100可根據(jù)圖1的功能框圖來實現(xiàn)。在眩暈槍100中，閉合安全開關(guān) Sl將一個電池102連接到一個微處理器電路124，并將眩暈槍置于“待命”并準備好發(fā)射的配置中。隨后扳機開關(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電容器106充電到2000伏特電源輸出電壓。當火花隙GAPl之間的電壓超過空氣的電離電壓時，一個相對高的電壓出現(xiàn)在變壓器108的初級繞組兩端。變壓器108將此電壓逐步升高到電極El和E2之間的約50000 伏特，電離目標處的空氣隙GAPa和GAPb中的空氣，該目標被模擬為一個阻抗為Zl的負載。 從而一個相對較高的電壓被施加到負載Zl。由于電容器106的輸出電壓迅速降低，流經(jīng)火花隙GAPl的電流減小，引起火花隙中的空氣消電離，并且繼續(xù)開始一個開路阻抗?；鸹ㄏ?GAPl的這一“重斷開”定義了施加到電極El和E2的每個輸出脈沖的結(jié)束。圖1所示類型的典型眩暈槍每秒產(chǎn)生五至二十個脈沖。
Scottsdale, Arizona 的 Taser International ( ^τ^Ι&ΗΙ^ ) B^zfe7/L^S 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)合一個儲能電容器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失去能力。衣服起了在目標的皮膚和一個電極之間建立約0. 6cm(0. 25英寸)至約2. 5cm(l英寸)的空隙的作用。一個約50000伏特的輸出電壓將會電離這么長的空氣隙，并且支持足以導致目標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引起許多骨骼肌群組剛性收縮。對于人類目標，眩暈槍使得目標失去保持直立、平衡姿勢的能力。因此，目標倒向地面并且喪失能力。
在約50000伏特處，輸出電極El和E2與目標之間的GAPa和GAPb中之一或兩者中的空氣電離，電流開始流經(jīng)電極El和E2。當電極El和E2被呈現(xiàn)一個阻抗相對較低的負載Z1，而不是一個或多個高阻抗空氣隙時，眩暈槍輸出電壓將會降至低得多的電平。例如， 在人類目標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，因為這種眩暈槍被調(diào)節(jié)為只在單個模式中操作，以便在一個阻抗非常高、接近無窮大的空氣隙之間穩(wěn)定地產(chǎn)生一個電弧。在經(jīng)過電極和目標處的一個或多個空氣隙形成一個低阻抗電路后，有效眩暈槍負載阻抗下降到目標的阻抗，一般約為1000歐姆或更小。典型人類對象將會呈現(xiàn)約 2000歐姆的負載阻抗。
常規(guī)眩暈槍必須被設(shè)計成具有引起目標處的一個或多個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眩暈槍遞迭約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、高功率輸出信號的要求，M26眩暈槍要求相對較大和相對較重的八個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的次級側(cè)的部件必須在反復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)備的成本將會限制這些武器對于法律實施和個人安全的使用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電子致失能裝置，用于與至少一個提供電極一起使用以導通經(jīng)過一個目標的電流，以在該目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動，所述裝置包括升壓變壓器，具有初級繞組和次級繞組；第一電路，包括所述初級繞組和第一電容器，所述第一電容器具有跨所述第一電容器兩端的第一電壓；以及串聯(lián)電路，包括第二電容器和所述變壓器的所述次級繞組，所述第二電容器具有跨所述第二電容器兩端的第二電壓；其中在用所述電極操作時，所述變壓器初始施加一個幅度大于所述第一電壓和所述第二電壓的電壓到所述電極上，所述電極與所述串聯(lián)電路相串聯(lián)，并且所述電流初始響應(yīng)于所述第一電容器的放電以及繼續(xù)響應(yīng)于所述第一電容器和所述第二電容器的放電°各
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮的設(shè)備，該設(shè)備與至少一個提供電極一起使用，該設(shè)備包括電源；第一電路，其耦合所述電源至所述電極以用于導通經(jīng)過所述目標的電流，所述第一電路具有第一輸出阻抗；以及第二電路，其耦合所述電源至所述電極以用于導通經(jīng)過所述目標的電流，所述第二電路具有小于所述第一輸出阻抗的第二輸出阻抗，其中所述第一電路提供第一最大絕對值的電流；所述第二電路提供小于所述第一最大絕對值的第二最大絕對值的電流；及經(jīng)過所述目標且通過所述電極的所述電流包括每秒五或更多個脈沖以在所述目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。[0013]根據(jù)本發(fā)明的的第三方面，提供了一種用于阻止目標運動的設(shè)備，該設(shè)備與至少一個提供電極一起使用以導通經(jīng)過所述目標的電流，該設(shè)備包括升壓變壓器，具有初級繞組和次級繞組，所述電極被耦合以從來自次級繞組的電流接收能量；第一電容器，其通過所述初級繞組放電以提供能量給所述電流，從而所述電流在所述電極和所述目標之間串連地建立電??；以及第二電容器，其通過所述次級繞組放電以提供能量給通過所述建立的電弧的所述電流；第一火花隙，串聯(lián)在所述第一電容器和所述初級繞組之間；以及第二火花隙， 串聯(lián)在所述第二電容器和所述次級繞組之間，其導通以放電所述第二電容器；其中所述第二火花隙的擊穿電壓大于所述第一火花隙的擊穿電壓；以及所述電流在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種用于阻止目標運動的設(shè)備，該設(shè)備與提供的電極一起使用，所述提供的電極用于導通經(jīng)過所述目標的電流，該設(shè)備包括升壓變壓器， 具有初級繞組和次級繞組，所述電極被耦合以從次級繞組接收供給所述電流的能量；第一電容器，其通過所述初級繞組放電以提供能量給所述電流，從而所述電流在所述電極和所述目標之間串連地建立電??；以及第二電容器，其通過所述次級繞組放電以提供能量給通過所述建立的電弧的所述電流；其中所述第一電容器放電第一時間段；所述第二電容器放電大于所述第一時間段的第二時間段；以及所述電流在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種由電子致失能裝置執(zhí)行的方法，用于通過第一電極和第二電極阻止所述目標運動，其中每個電極都放置在目標上或目標附近，所述方法包括充電具有第一電壓的第一電容器以及充電第二電容器；測量所述第一電壓并當所述第一電壓超過一閾值時耦合所述第一電容器到電壓培增器；通過所述電壓培增器放電所述第一電容器，以在所述第一電極和第二電極上產(chǎn)生倍增后的電壓；在存在于所述至少一個電極和所述目標之間的空氣隙之間生成減小阻抗的離子化通道，以在所述第一和第二電極之間建立電流并通過所述目標；以及響應(yīng)于所述減小的阻抗，耦合所述第二電容器到所述第一電極和第二電極至少之一以通過所述減小阻抗的離子化通道放電所述第二電容器， 以維持通過所述目標的電流。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種用于阻止目標運動的設(shè)備，該設(shè)備與第一提供電極和第二提供電極一起使用，所述第一提供電極和第二提供電極用于導通經(jīng)過所述目標的電流，該設(shè)備包括升壓變壓器，具有初級繞組、第一次級繞組及第二次級繞組，所述第一電極被耦合以從第一次級繞組接收供給所述電流的能量，所述第二電極被耦合以從第二次級繞組接收供給所述電流的能量；第一電容器，其通過所述初級繞組放電以提供能量給所述電流，從而所述電流在所述第一和第二電極至少之一和所述目標之間串連地建立電??；以及第二電容器，其通過所述第一次級繞組放電以提供能量給通過所述建立的電弧的所述電流；其中所述第一電容器放電第一時間段；所述第二電容器放電大于所述第一時間段的第二時間段；以及所述電流在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。


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[0018]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的一個一般化輸出電壓波形的圖；
圖5示出一個高阻抗空氣隙，它可存在于電子致失能輸出電極El之一與目標上的一個間隔開的位置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的時間段期間圖5和圖6的空氣隙GAPa的阻抗的圖；
圖8是圖2的設(shè)備的電壓對時間的圖；
圖9是圖2的設(shè)備的電壓對時間的圖；
圖10是圖9的兩個輸出脈沖序列的時間的圖；
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 是示出時間 T0-T3 期間圖 12 的電容器 1204 (Cl) ,1210 (C2)和 1218 (C3) 兩端的電壓的時序圖；
圖19是指示圖13-18的時間間隔期間GAPl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。
具體實施方式
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)過目標的同時，暫時性地使動物或人(例如目標)失去能力，并且可在某種程度上使目標無法運動和/ 或喪失能力。例如，圖2的電子致失能設(shè)備200包括一個電源202，第一和第二儲能電容器 204和210，以及開關(guān)Sl和S2，每個開關(guān)作為SPST開關(guān)操作，并且?guī)椭x擇性地將兩個儲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電壓乘法器208，該電壓乘法器208耦合到第一和第二電極El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也通過一個公共導體(電路地)耦合到電極E2。
扳機216 (例如與槍扳機類似的一個開關(guān))控制開關(guān)控制器214，該開關(guān)控制器控制開關(guān)Sl 206和S2 212的時序和閉合。
由設(shè)備200的操作提供的電極El和E2間的輸出電壓Vqut是由兩個電路部分201 和203中的每一個提供的電壓的疊加。在操作中，在時間TO處，電源202被激活。在時間間隔TO-Tl期間電容器204和210充電。在圖3的時間Tl處。開關(guān)控制器214閉合開關(guān) Si，以將電容器204耦合到電壓乘法器208。圖3將時間段Tl至T2期間的Vqut示為相對較
10高的電壓。
在圖5所示的假設(shè)情況中，一個高.阻抗空氣隙存在于電極El和目標接觸點E3 之間；并且皮膚接觸存在于電極E2和目標接觸點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E3和E4在目標上是間隔開的。電阻器和Zum符號表示內(nèi)部目標電阻，通常小于1000歐姆，并且對于典型人類目標可能約為200歐姆。
將Vhkh電壓施加到El到E3空氣隙GAPa之間電離空氣隙中的空氣，以形成一個電弧。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VHleH輸出信號建立從El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)Si，并閉合開關(guān)S2，以將電容器210耦合到電極El和E2，如圖 4的時間段T2至T3期間所示。在一個相當大的額外時間間隔中，電容器210繼續(xù)電離，并保持GAPA兩端的電弧。在時間間隔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大量的電荷傳送經(jīng)過目標，以致使目標失能。電容器210經(jīng)過目標的持續(xù)放電最后將會耗盡存儲在電容器210中的電荷，并且最終將會引起輸出電壓降至一個電壓，在該電壓下在GAPa中電離將不再被支持。然后GAPa將會回復到未電離的、高阻抗狀態(tài)，引起流經(jīng)目標的電流的停止。圖8和9示出時間T0-T3時電極間的電壓。
開關(guān)控制器214將被編程為閉合開關(guān)Sl 一個預定的時間段，然后閉合開關(guān)S2 — 個預定的時間段。
在時間間隔T3至T4期間，電源202被禁用，以保持一個出廠預設(shè)的脈沖重復率。 如圖9和10的時序圖中所示，這一出廠預設(shè)的脈沖重復率定義整個TO至T4時間間隔及其在時間Τ4至Τ8中重復的方式分別對應(yīng)于時間TO至T4。由一個微處理器實現(xiàn)的一個時序控制電路在T3至T4時間間隔期間保持開關(guān)Sl和S2處于斷開狀態(tài)，并且禁用電源，直到所需的TO至T4時間間隔已經(jīng)完成。在時間T4處，電源將會被重新激活，以將電容器204和 210重新充電到電源輸出電壓。
在另一種實現(xiàn)中，時間間隔T2至T3的持續(xù)時間可被延長。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Dl。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，電容器1118的第二端經(jīng)過二極管Dl返回到地。
圖12的另一個電子致失能設(shè)備1200是以上參考圖11的功能框圖討論的設(shè)備 1100的功能的實現(xiàn)。在設(shè)備1200中，高電壓電源1202提供兩個具有相等輸出電壓能力的輸出。每個輸出提供一個電流11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12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2000伏特的火花隙；并連接到輸出變壓器1208的初級繞組，該變壓器的初級到次級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Rl返回到地。高電壓電源1202的第二輸出電壓還連接到GAP2，一個3000伏特的火花隙。
火花隙GAPl和GAP2分別與升壓比為1比25的變壓器1208的初級和次級繞組串聯(lián)。
在設(shè)備1200中，安全開關(guān)Sl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/準備好操作的配置中。扳機開關(guān)S2的閉合引起微處理器1224聲明一個激活信號到高電壓電源1202。作為響應(yīng)，電源1202啟動對電容器1204和1218充電的電流 Il和對電容器1210充電的電流12.現(xiàn)在將參考圖13至18的電壓對時間圖進一步描述此電容器充電時間間隔。
在時間間隔TO至Tl期間，響應(yīng)于來自高電壓電源1202的輸出，電容器1204 (Cl)、 1210 (C2)和1218 (C3)從零電壓充電達到約2，000伏特?；鸹ㄏ禛APl和GAP2保持斷開，具有接近無窮大的阻抗.在時間Tl處，電容器Cl和C3的電壓接近GAPl的2000伏特額定擊穿。在火花隙GAPl的擊穿電壓下，一個電弧將被形成在GAPl之間，并且GAPl的阻抗將會降低至接近零的量。此降低開始于圖13-16中的時間Tl處。從時間Tl處開始，電容器Cl 將會開始通過變壓器1208的初級繞組放電。通過變壓器1208的操作，電極El和E2間的電壓迅速降低到約-50000伏特，如圖16所示。電容器Cl兩端的電壓(圖15)相對較慢地從約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El和E2之間提供輸出信號Vqut的模式。在第一操作模式中，提供一個相對較高的電壓，以便用由時間間隔Tl至T2期間電容器Cl提供的能量電離GAPa中的空氣。在第二操作模式中，時間間隔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。在時間間隔Tl至T2的結(jié)束處，由于火花隙GAP2和GAPa以較低(接近零)的阻抗導通，設(shè)備1200開始在第二操作模式中操作。在時間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El和E2以及目標的相對較低的阻抗負載放電。如圖17所示，在時間接近T2之時，電容器Cl被放電到接近零的量。在時間T2之前電容器Cl不放電，因為火花隙GAP2是斷開的。在時間間隔T2至T3期間，由于電容器C2和C3經(jīng)過(從輸出端El和E2之間所看到的)現(xiàn)在較低的阻抗(只有目標) 負載放電，這些電容器兩端的電壓降低到零。
圖18給出時間間隔T2和T3期間GAP2之間的電壓以及電極El和E2之間的電壓。在時間間隔T2至T3中的大部分期間，電極El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Cl可提供約0. 14微法， 并且可在約1. 5微秒的時間間隔Tl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微秒的時間間隔T2至T3期間放電。
在其他實現(xiàn)中，其他持續(xù)時間被用于時間間隔Tl至T2的持續(xù)時間。此持續(xù)時間可在約1.5至約0.5微秒的范圍中。
在其他實現(xiàn)中，其他持續(xù)時間被用于時間間隔T2至T3的持續(xù)時間。此持續(xù)時間可在約20至約200微秒的范圍中。
時間間隔TO至Tl的持續(xù)時間取決于電源1201在對電容器C1、C2和C3充電的同時提供足夠操作設(shè)備1200的電流的能力。例如，與帶一個已經(jīng)部分放電的電池的電路操作相比，一個新電池1201可縮短TO至Tl時間間隔。在寒冷環(huán)境溫度中，設(shè)備1200的操作可降低電池容量，并且還可增加時間間隔TO至Tl的持續(xù)時間。
非常希望的是，能夠以參考圖9和圖10所討論的預定的脈沖重復率操作如上所討論的電子致失能設(shè)備。在一個實現(xiàn)中，控制器1214包括一個常規(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)一個反饋信號提供激活信號給高電壓電源1202，以控制數(shù)字脈沖控制間隔的持續(xù)時間(圖10)， 從而控制周期持續(xù)時間(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和反饋信號調(diào)節(jié)電路1222。微處理器1224經(jīng)由反饋信號調(diào)節(jié)電路1222接收來自高電壓電源1202的一個反饋信號。響應(yīng)于反饋信號，反饋信號調(diào)節(jié)電路向微處理器1224提供一個狀態(tài)信號。微處理器1224檢測何時達到如圖4、7、8、9、10、17和18所示的時間T3。由于操作周期的開始時間TO是已知的，因此從時間T3開始，直到足夠?qū)崿F(xiàn)預設(shè)的脈沖重復率的時間為止(例如時間間隔T3至T4)， 微處理器將會保持高電壓電源在關(guān)斷或禁用操作模式中。雖然時間間隔T3至T4的持續(xù)時間可變化，以補償其他時間間隔，但微處理器保持TO至T4的時間間隔，以實現(xiàn)預設(shè)的脈沖重復率。
“火花隙開/關(guān)時序”的圖19表示四個有關(guān)操作時間間隔期間GAPl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)中已達到火花隙擊穿電壓。
在另一種設(shè)備實現(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)計緊湊的電子致失能設(shè)備。例如，一種實現(xiàn)可使用一個具有雙輸出的電壓乘法器，每個輸出提供一半輸出電壓。于是電極El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2008，該變壓器具有單個初級繞組，以及中心抽頭的或兩個單獨的次級繞組。從初級繞組到每個次級繞組的升壓比為1到12. 5。變壓器2008仍達到了實現(xiàn)25比1的升壓比的目標，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。與使用一個次級繞組的設(shè)計相比，此雙次級變壓器配置的一個優(yōu)點是施加到每個次級繞組的最大電壓降低了 50%。可能需要這種降低的次級繞組操作電勢，以用給定量的變壓器絕緣實現(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微法的單個儲能電容器。當被充電到2000伏特時，該電容器在每個輸出脈沖期間存儲并隨后釋放約1. 76焦耳的能量。對于15脈沖每秒的標準脈沖重復率以及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利用8個串聯(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。Cl和C2的電容之和約為0. 08微法。使用Cl和C2的這些值的一個電子致失能設(shè)備200從存儲在這些電容器上的約0. 16焦耳的能量中提供每個輸出脈沖。在約15脈沖每秒的脈沖重復率的情況下，這兩個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所示的一個時間序列的、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載配置高阻抗Tl至T2第一操作時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操作時間間隔期間的一種相對低電壓輸出操作模式。[0063]一個額外的益處是，電路元件在較低功率水平和較低的電平下操作，導致更可靠的電路操作。此外，可在一個物理上緊湊得多的設(shè)計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實驗室原型實施例中，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測。此外，一個電池容量讀數(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測，或者通過對電池放電電流在時間上積分來預測。由于以上所討論的幾種探作模式，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，因此沒有溫度補償?shù)默F(xiàn)有技術(shù)電池容量預測方法產(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12和21-24)的電池功耗(例如根據(jù)圖25)隨著操作模式按如下方式而變化。在一種實現(xiàn)中，除以上所討論的元件外，設(shè)備還包括一個實時時鐘、一個激光器以及一個閃光燈。實時時鐘可汲取約3. 5微安。如果系統(tǒng)安全開關(guān)Sl被打開，則現(xiàn)在激活的微處理器及其時鐘可汲取約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)被打開并且扳機開關(guān)S2被扣動，則設(shè)備將會汲取約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。
進一步使事情復雜化的是，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°C下，電池模塊可遞送約100個5秒的放電周期。在+30°C下，電池模塊可遞送約350個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)在不同負載下和不同溫度條件下對關(guān)鍵電池參數(shù)的實驗室測量，來預測剩余電池容量。這些測得的電池容量參數(shù)作為一個表被電子存儲在每個電池模塊中所包括的一個電子非揮發(fā)性存儲器設(shè)備中(圖 22)。如圖21和22所示，適當?shù)臄?shù)據(jù)接口接觸使得微處理器能夠與電子存儲在電池模塊 2200中的表通信，以預測電池的剩余容量(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)造電池模塊的數(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、 同時在每個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。每個系統(tǒng)特征的電池耗用參數(shù)被計算，并根據(jù)該特征的可感測操作條件被翻譯成以微安_小時(μΑΗ)為單位的標準耗用值。例如，保持時鐘存活所需的電池耗用由一個以μΑΗ為單位的數(shù)字表示，該數(shù)字合計保持時鐘存活約24小時所需的電流。對微處理器、前向閃光燈以及激光器目標指示器加電一秒的電池耗用是由具有以μ AH為單位的值的單獨的表條目來表示的。在發(fā)射模式中操作槍所需的電池耗用由發(fā)射一個單個功率輸出脈沖所需的以μΑΗ 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
14時，每個增量溫度處的總可用電池容量被測量。25°C (環(huán)境)下的以μ AH為單位的電池容量被編程到表中，以表示一個規(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°C的總(百分之百)電池容量數(shù)字協(xié)調(diào)。例如，由于-20°C下的總電池容量被測得為接近25°C下的電池容量的35%，因此-20°C下的μ AH數(shù)字被乘以1/0.35。
用于以上所討論的表的存儲器中的一個附加位置(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算的。每次設(shè)備處于待命狀態(tài)時，設(shè)備在一個兩位中央信息顯示器(CID)上顯示此剩余電池容量百分比，顯示時間為兩秒鐘。
在以下討論中，設(shè)備2300被稱為Χ26型。
圖22示出位于Χ26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串聯(lián)的3伏特CR123鋰電池以及一個非揮發(fā)性存儲器設(shè)備組成。非揮發(fā)性存儲器設(shè)備可采取一個24ΑΑ128閃存的形式，該閃存包括128Κ比特的數(shù)據(jù)存儲。如圖21和 22所示，Χ26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6引腳插孔JPl建立，并且提供一個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、筆記本電腦、數(shù)字照相機和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；(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，響鈴信號被激活；以及(6)背光燈開。
為了在一個蜂窩電話實施例中實現(xiàn)本發(fā)明，將提供與圖22電示意圖所示的類似的一個電池模塊。該模塊將包括一個存儲器存儲設(shè)備，例如由圖22示意圖中的參考數(shù)字Ul 所表示的元件，用于接收和存儲以上參考圖25所討論的類型的一個電池消耗表。然后蜂窩電話微處理器可被編程為在加電時或者響應(yīng)于一個用戶可選擇的請求，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=(I)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)動器處于“開”配置；(3) CPU在正常模式中操作，并且硬盤驅(qū)動器處于“關(guān)”配置；(4)CPU “開”，并且IXD屏幕也處于“開”完全照明模式；(5)CPU正常操作，并且IXD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)動器在播放模式中操作；(8)光驅(qū)，例如 DVD或CD ROM驅(qū)動器在記錄或?qū)懩Ｊ街胁僮?；以?9)與在無音頻輸出信號的情況下操作相對，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)每個個別的操作元件的功耗，電池容量表將會被校準。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)明的各種方面實現(xiàn)跟蹤制造商保用(warranty)上所剩余的時間以及更新和延長截止日期。本發(fā)明的一種X26系統(tǒng)實施例在從工廠裝運時，具有一個內(nèi)部電池模塊(DPM)，該模塊具有足以在遠長于10年的時間中對內(nèi)部時鐘供能的電池容量。內(nèi)部時鐘在工廠處被設(shè)置為格林威治標準時間(GMT)。內(nèi)部X26系統(tǒng)電子保用跟蹤器開始從第一次扳機扣動開始對工廠預設(shè)的傳用期或持續(xù)時間倒計時，該第一次扳機扣動發(fā)生在X26系統(tǒng)被工廠組裝用于裝運之后約24小時或以上。
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)將會實現(xiàn)一個初始化程序。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3組2-位數(shù)字；(2)當前日期被顯示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JPl兼容。USB接口模塊可電連接到一個計算機USB端口，該端口經(jīng)由插孔JPl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USB模塊，將一條USB電纜連接到一臺啟用了互聯(lián)網(wǎng)的計算機，到誦. 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)將延長當前保用截止日期，延長時間為預編程到延長保用電池模塊中的時段。一旦延長的保用截止日期已被存儲到X26系統(tǒng)內(nèi)，微處理器就將啟動一個電池插入初始化序列，然后將會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X26 系統(tǒng)的保用期，或者為多個系統(tǒng)提供保用延長，正如延長由整個警察部門所使用的多個X26 系統(tǒng)的保用可能會要求的那樣。如果保用延長模塊只包括一個保用延長，則X26微處理器將會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一個標準電池模塊。X26系統(tǒng)可被編程為每當保用延長模塊被插入到武器中時，接收一個保用延長，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可移除電池的電子設(shè)備或系統(tǒng)一起使用。例如，當應(yīng)用到具有一個可移除電池模塊的蜂窩電話時，一個與圖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/消費者加電時反映一個預定持續(xù)時間的設(shè)備保用。通過購買一個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，消費者可以很容易地在更新系統(tǒng)保用的同時替換蜂窩電話電池。
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?？赏ㄟ^臨時插入一個主電池模塊來實現(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?；蛘?，零售商可附接一個USB接口模塊到用戶的蜂窩電話， 或者從零售商的計算機系統(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中的情況，電池損耗發(fā)生得不那么頻繁。對于這種可充電電池應(yīng)用，終端用戶/消費者可購買一個包括保用更新數(shù)據(jù)的替換可充電電池模塊， 并且可同時折價賣出消費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)備例如是桌面計算機系統(tǒng)、計算機監(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者的桌面計算機、監(jiān)視器或汽車提供適當?shù)谋Ｓ醚娱L數(shù)據(jù)，換取適當?shù)馁M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”電池模塊的另一個益處是X26系統(tǒng)可由電池模塊提供固件更新。當一個具有新固件的電池模塊被插入到X26系統(tǒng)中時，X26系統(tǒng)微處理器將會從電池模塊中讀出幾個標識數(shù)據(jù)字節(jié)。在讀出存儲在電池模塊內(nèi)的非揮發(fā)性存儲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后，系統(tǒng)軟件更新將會在適當時發(fā)生。通過讓X26系統(tǒng)中的微處理器(參見圖21)讀取電池模塊存儲器程序部分中的字節(jié)，并且將適當軟件編程到X26系統(tǒng)的非揮發(fā)性程序存儲器中，系統(tǒng)固件更新過程被實現(xiàn)。
X26系統(tǒng)還可通過將一個USB模塊連接到一臺計算機以將新程序下載到USB模塊內(nèi)提供的一個非揮發(fā)性存儲器，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)將會把USB模塊識別為提供一個USB重編程功能，并且將會實現(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)一個約3伏特至約6伏特的輸入提供一個約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，避免誤扣動扳機，并且最小化X26系統(tǒng)可激活或保持激活的危險，從微處理器(圖22) 到HVA (圖23A和23B (或24))的“使能(ENABLE)，，信號已被特別編碼。
為了啟用HVA，微處理器必須輸出一個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“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行HVA中的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器Ul。
如果在約一毫秒以上的時間中使能信號變低，則幾個功能操作以將PWM控制器關(guān)閉。電容器C6兩端的電壓將會降低到PWM不能再運行的電平，導致HVA關(guān)閉。到Ul“運行 (RUN)”引腳的輸入必須高于閾值電平。該點的電平表示“使能”波形的時間平均(由于Rl 和C7)。如果使能信號變低，則電容器C7將會在約1毫秒后放電和禁用控制器。
在使能信號變高時，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將會關(guān)閉-停止遞送50000伏特輸出脈沖。每次使能信號變低時，電容器C8 被放電，確保在使能信號又變高并且開始對C8充電時PWM能保持“開”。任何時候只要使能信號在多于1毫秒的時間中保持為高，PWM控制器就會關(guān)斷。
編碼后的使能信號要求使得使能信號必須以約500Hz的頻率脈動，以激活HVA。如果使能信號保持高或低電平，則PWM控制器將會關(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)眩暈槍的一個關(guān)鍵區(qū)別?，F(xiàn)參見圖23A和B，將會說明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Dl和D2 可連接到2301 (T1)的相同或不同繞組，以修改輸出波形。TI初級和次級繞組的比率以及 GAPU GAP2和GAP3上的火花隙電壓可被配置，以使得GAPI始終將會首先擊穿和開火。當 GAPl開火時，2000伏特被施加到火花線圈變壓器2305 (T2)的初級繞組兩端。根據(jù)兩個輸出電極El和E2之間的空氣隙間距，火花線圈變壓器T2上的次級電壓將接近25000伏特。 空氣隙越小，在輸出端El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Cl經(jīng)過GAPl和T2放電而在次級電流通路中引起的電壓建立起一個跨C2、 GAP2、E1到E2、GAP3、C3和Cl的電壓。當空氣隙(GAP2、E1到E2和GAP3)間的累積電壓高到足以使它們擊穿時，電流將開始在電路中流動，從C2到GAP2，經(jīng)過輸出電極El到E2，經(jīng)過GAP3，經(jīng)過與Cl串聯(lián)的C3，返回到地。只要Cl通過GAPl和T2驅(qū)動輸出電流，所述輸出電流將會保持負極性。因此，C2和C3中存儲的電荷水平都會升高。一旦Cl稍微被放電， T2將無法保持次級繞組兩端的輸出電壓。此時，輸出電流將會逆轉(zhuǎn)，開始在正向流動，并將開始耗盡C2和C3上的電荷。Cl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由兩個單獨的次級繞組組成，所述兩個次級繞組在El上產(chǎn)生負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El或E2 到主武器地所測量到的峰值電壓不會超過約25000伏特，而在電源輸出端El和E2之間所測得的峰值電壓將會達到約50000伏特。如果輸出線圈T2只利用單個次級繞組，正如現(xiàn)有技術(shù)眩暈槍和本發(fā)明的其他實施例中的情況那樣，則從一個輸出電極(El或E2)到主武器地的最大電壓將會達到約50000伏特。由于25000伏特輸出將會在建立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，會以大于2比1的比率降低此版本的X26系統(tǒng)的用戶會被高電壓輸出脈沖電擊的危險。對于手持眩暈槍武器，這代表了重大安全性增強。
現(xiàn)在參考圖23和24示意圖，來自HVA(Tl處)的初級側(cè)的一個反饋信號為圖21 的微處理器提供一種機制，用于間接確定電容器Cl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。此反饋信號被微處理器用于控制輸出脈沖重復率。
通過使微控制器在短時間內(nèi)停止切換使能信號，從而抑制返回脈沖速率，以達到預設(shè)的較低的值，系統(tǒng)脈沖率可被控制，以產(chǎn)生恒定或時變的脈沖速率。預設(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)可被預編程為使得單次扳機扣動交替產(chǎn)生 5秒鐘長的電源激活時段。對于該5秒時段的前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秒時段過去后，操作者繼續(xù)扣下扳機，則X26系統(tǒng)可被編程為繼續(xù)以15PPS 放電，只要扳機被扣下?；蛘遆26系統(tǒng)可被編程為產(chǎn)生各種不同的脈沖重復率配置，例如
0-2 秒17PPS，
2-5 秒12PPS，
5-6 秒0.1PPS
6-12 秒11PPS，
12-13 秒0. 1PPS，
13-18 秒10PPS
18-19 秒0. 1PPS，
18-23 秒9PPS。
這種可選擇的脈沖重復率配置可被應(yīng)用到X26系統(tǒng)的平民版本，其中需要較長的激活時段。此外，較低脈沖速率將會降低電池功耗，延長電池壽命，并且可能增大醫(yī)學安全因子。
為了更詳細說明圖21-24所示的X26系統(tǒng)的操作，HVA的操作周期可被劃分成以下4個時段。在從TO到Tl的第一時段中，電容器Cl、C2和C3被一個、兩個或三個電源充電到火花隙GAPl的擊穿電壓。在從Tl到T2的第二時段中，GAPl切換到開，允許Cl經(jīng)過高電壓火花變壓器T2的初級繞組傳遞電流，引起次級電壓(El到E2之間)迅速升高。在某一點處，由Cl經(jīng)過初級變壓器繞組放電引起的高輸出電壓將引起GAP2之間、El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。在Tl 到T2時間間隔期間，電容器Cl仍在經(jīng)過火花變壓器T2的初級繞組傳遞電流。在Cl放電時，它驅(qū)動充電電流到C2和C3中。在從T2到T3的第三時段，電容器Cl現(xiàn)已大部分放電。 負載電流由C2和C3提供。在T2到T3時間間隔期間，輸出電流的幅度將會遠低于在初始 Tl到T2電流輸出時間間隔期間由Cl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)時間可以很容易地通過適當?shù)脑?shù)調(diào)整來調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)所期望的目標對象的肌肉反應(yīng)。在時間段TO到T3期間，微處理器測量生成單個成形波形輸出脈沖所需的時間。期望的脈沖重復率被預編程到微處理器中。在T3到T4時間間隔期間，微處理器將會臨時關(guān)斷電源一段時間，以實現(xiàn)預設(shè)的脈沖重復率。由于微處理器插入可變長度的T3到T4關(guān)斷時段，因此系統(tǒng)脈沖重復率將會獨立于電池電壓和電流元件變動(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，以滿足不同的消費者要求。
圖10的時序圖示出初始的固定時序周期TA，其后是之后的持續(xù)時間較長的時序周期TB。較短的時序周期其后是較長的時序周期，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的脈沖速率可被實現(xiàn)，然后降低到15PPS，持續(xù)約3秒，又進一步降低到約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所示的實現(xiàn)利用了三個火花隙。只有GAPl要求精確的額定擊穿電壓，在此例中約為2000伏特。GAP2和GAP3只要求遠高于GAPl擊穿之前的時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的初始電流釋放期間遇到相當大的目標皮膚電阻，則肌肉激活電容器C2和C3不會
19在GAPl擊穿之前放電。為了執(zhí)行此可選的、增強的功能，只需要提供這些次級火花隙中的一個(GAP2 或 GAP3)。
圖24示出具有顯著改進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Tl高電壓變壓器輸出整流為非常高的電壓，變壓器Tl被重新配置為提供 3個串聯(lián)的次級繞組，其中每個繞組的設(shè)計輸出電壓已被限制為約1000伏特。
在圖23B電路中，電容器Cl被變壓器繞組和二極管Dl充電到約2000伏特。在圖 24電路中，Cl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Tl變壓器繞組被設(shè)計為將每個電容器充電到1000伏特，而不是像圖23B電路中那樣到 2000伏特。
因為由寄生電路電容引起的損耗是變壓器AC輸出電壓的平方的函數(shù)，所以與圖 232000伏特變壓器輸出電壓相比，在圖241000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Tl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)計的另一個益處涉及Cl到C3的交互作用。就在GAPl 擊穿之前，Cl上的電荷約為2000伏特，而C3上的電荷約為3000伏特。在Cl放電后并且輸出電流被C2和C3支持時，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的負端之間。在Cl放電后C2和C3放電的時間間隔期間，T2輸出繞組只充當導體。
X26系統(tǒng)扳機位置被微處理器讀取，該微處理器可被編程為響應(yīng)于額外扳機扣動延長操作周期的持續(xù)時間。每次扳機被扣動時，微處理器感測該事件，并且激活固定時段的操作周期。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)還會保持激活多久。X26系統(tǒng)激活時段可被預設(shè)，以產(chǎn)生固定操作時間，例如約5秒?；蛘呒せ顣r段可被編程，以響應(yīng)于額外、順序的扳機扣動，按增量延長。每次當扳機被扣動時，CID讀數(shù)將更新倒計時定時器到新的、更長的超時。增加的扳機特征可允許使用X26系統(tǒng)的平民對攻擊性強的攻擊者啟動多個扳機扣動，以在延長的時段中激活槍，使得用戶能夠?qū)尫旁诘厣喜⑶译x開。
為了保護警官免受眩暈槍濫用的指責，X26系統(tǒng)可提供內(nèi)部非揮發(fā)性存儲器，該存儲器被設(shè)置在旁，用于在每次武器被開火時，記錄時間、放電持續(xù)時間、內(nèi)部溫度和電池水平。
眩暈槍時鐘時間始終保持設(shè)置為GMT。當用USB接口模塊下載系統(tǒng)數(shù)據(jù)到計算機時，可提供從GMT到本地時間的翻譯。在顯示的數(shù)據(jù)日志上，GMT和本地時間都可被示出。 無論何時只要系統(tǒng)時鐘被重置或重新編程，一個單獨的條目將被會產(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)明的真實精神和范圍內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種電子致失能裝置，用于與至少一個提供電極一起使用以導通經(jīng)過一個目標的電流，以在該目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動，所述裝置包括升壓變壓器，具有初級繞組和次級繞組；第一電路，包括所述初級繞組和第一電容器，所述第一電容器具有跨所述第一電容器兩端的第一電壓；以及串聯(lián)電路，包括第二電容器和所述變壓器的所述次級繞組，所述第二電容器具有跨所述第二電容器兩端的第二電壓；其中在用所述電極操作時，所述變壓器初始施加一個幅度大于所述第一電壓和所述第二電壓的電壓到所述電極上，所述電極與所述串聯(lián)電路相串聯(lián)，并且所述電流初始響應(yīng)于所述第一電容器的放電以及繼續(xù)響應(yīng)于所述第一電容器和所述第二電容器的放電。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述第一電容器具有高于所述第二電容器的電容。
3.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述第一電容器具有約0.07微法的電容。
4.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述第二電容器具有約0.01微法的電容。
5.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述第一電容器與所述第二電容器的電容之比約為7。
6.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述電流包括脈沖；以及用于在所述脈沖期間通過放電釋放的存儲在所述第一電容器上的能量與存儲在所述第二電容器上的能量之和約為0. 16焦耳。
7.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中用于對所述第一電容器放電的第一持續(xù)時間小于用于對所述第二電容器放電的第二持續(xù)時間。
8.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其中所述第一持續(xù)時間約為1.5微秒。
9.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其中所述第二持續(xù)時間約為50微秒。
10.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述第一電路還包括開關(guān)，所述開關(guān)在第一時間段期間是斷開的，在第二時間段期間是閉合的，其中所述第一電容器在所述第一時間段期間充電，在所述第二時間段期間放電。
11.如權(quán)利要求
10所述的裝置，其中所述第一時間段期間響應(yīng)于所述第一電壓達到一個預定幅值而結(jié)束。
12.如權(quán)利要求
10所述的裝置，其中所述開關(guān)包括一個火花隙。
13.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述串聯(lián)電路還包括開關(guān)，所述開關(guān)在第一時間段期間是斷開的，在第二時間段期間是閉合的，其中所述第二電容器在所述第一時間段期間充電，在所述第二時間段期間放電。
14.如權(quán)利要求
13所述的裝置，其中所述第一時間段期間響應(yīng)于所述第一電壓達到一個預定幅值而結(jié)束。
15.如權(quán)利要求
13所述的裝置，其中所述開關(guān)包括一個火花隙。
16.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述第一電路還包括第一火花隙，所述第一火花隙具有第一擊穿電壓；所述串聯(lián)電路還包括第二火花隙，所述第二火花隙具有第二擊穿電壓；以及所述第二擊穿電壓大于所述第一擊穿電壓。
17.如權(quán)利要求
1所述的裝置，還用于與第二提供的電極一起使用，其中所述變壓器還包括第二次級繞組，所述第二次級繞組在操作中耦合到所述第二電極。
18.一種用于在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮的設(shè)備，該設(shè)備與至少一個提供電極一起使用，該設(shè)備包括電源；第一電路，其耦合所述電源至所述電極以用于導通經(jīng)過所述目標的電流，所述第一電路具有第一輸出阻抗；以及第二電路，其耦合所述電源至所述電極以用于導通經(jīng)過所述目標的電流，所述第二電路具有小于所述第一輸出阻抗的第二輸出阻抗，其中所述第一電路提供第一最大絕對值的電流；所述第二電路提供小于所述第一最大絕對值的第二最大絕對值的電流；及經(jīng)過所述目標且通過所述電極的所述電流包括每秒五或更多個脈沖以在所述目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述第一電路包括開關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19的設(shè)備，其中所述開關(guān)導通以傳導所述電流。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20的設(shè)備，其中所述電源包括電容器，以及所述開關(guān)響應(yīng)于所述電容器的充電而開始導通。
22.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述設(shè)備還包括變壓器，所述變壓器把所述電源耦合到所述電極，所述變壓器包括初級繞組和次級繞組；所述第一電路包括所述初級繞組；以及所示第二電路包括所述次級繞組。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22的設(shè)備，其中所述變壓器具有用于升壓的繞組比。
24.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述電源包括電容器，以及所述電流響應(yīng)于所述電容器的放電。
25.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述電源包括第一電容器和第二電容器；當開始導通所述電流時，所述第一電容器具有跨所述第一電容器的第一電壓； 當開始導通所述電流時，所述第二電容器具有跨所述第二電容器的第二電壓； 所述第一電壓的幅度不同于所述第二電壓的幅度。
26.根據(jù)權(quán)利要求
25的設(shè)備，其中所述第一電壓幅度小于所述第二電壓幅度。
27.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述電源包括第一電容器和第二電容器；所述第一電路至少耦合所述第一電容器到所述目標以及所述第二電路耦合所述第二電容器到所述目標。
28.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述第二電路在所述電極和所述目標之間的氣隙開始導通所述電流之后把能量從所述電源耦合到所述目標。
29.根據(jù)權(quán)利要求
28的設(shè)備，其中所述第一電路的操作使所述氣隙開始導通所述電流。
30.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述第二輸出阻抗小于所述第一輸出阻抗。
31.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中還包括所述電極及第二電極，所述電極和第二電極用于導通電流通過所述目標。
32.根據(jù)權(quán)利要求
18的設(shè)備，其中所述第一電路耦合所述電源的第一電容器到所述目標以在第一時間段放電所述第一電容器；所述第二電路耦合所述電源的第二電容器到所述目標以在第二時間段放電所述第二電容器；以及所述第二時間段與所述第一時間段重疊以使所述電流繼續(xù)流過所述目標。
33.一種用于阻止目標運動的設(shè)備，該設(shè)備與至少一個提供電極一起使用以導通經(jīng)過所述目標的電流，該設(shè)備包括升壓變壓器，具有初級繞組和次級繞組，所述電極被耦合以從來自次級繞組的電流接收能量；第一電容器，其通過所述初級繞組放電以提供能量給所述電流，從而所述電流在所述電極和所述目標之間串連地建立電?。灰约暗诙娙萜?，其通過所述次級繞組放電以提供能量給通過所述建立的電弧的所述電流；第一火花隙，串聯(lián)在所述第一電容器和所述初級繞組之間；以及第二火花隙，串聯(lián)在所述第二電容器和所述次級繞組之間，其導通以放電所述第二電容器；其中所述第二火花隙的擊穿電壓大于所述第一火花隙的擊穿電壓；以及所述電流在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。
34.根據(jù)權(quán)利要求
33的設(shè)備，其中所述第一火花隙的擊穿電壓約為2000伏特。
35.根據(jù)權(quán)利要求
33的設(shè)備，其中所述第二火花隙的擊穿電壓約為3000伏特。
36.一種用于阻止目標運動的設(shè)備，該設(shè)備與提供的電極一起使用，所述提供的電極用于導通經(jīng)過所述目標的電流，該設(shè)備包括升壓變壓器，具有初級繞組和次級繞組，所述電極被耦合以從次級繞組接收供給所述電流的能量；第一電容器，其通過所述初級繞組放電以提供能量給所述電流，從而所述電流在所述電極和所述目標之間串連地建立電??；以及第二電容器，其通過所述次級繞組放電以提供能量給通過所述建立的電弧的所述電流；其中所述第一電容器放電第一時間段；所述第二電容器放電大于所述第一時間段的第二時間段；以及所述電流在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。
37.根據(jù)權(quán)利要求
36的設(shè)備，其中所述第一時間段約1.5微秒。
38.根據(jù)權(quán)利要求
36的設(shè)備，其中所述第二時間段約50微秒。
39.根據(jù)權(quán)利要求
36的設(shè)備，其中所述第二時間段與第一時間段的比約為33。
40.根據(jù)權(quán)利要求
36的設(shè)備，其中第一電容器通過所述初級繞組放電第一數(shù)量的能量；第二電容器通過所述次級繞組放電小于所述第一數(shù)量的第二數(shù)量的能量。
41.根據(jù)權(quán)利要求
40的設(shè)備，其中所述第一數(shù)量小于或約為0.28焦耳。
42.根據(jù)權(quán)利要求
40的設(shè)備，其中所述第二數(shù)量小于或約為0.04焦耳。
43.根據(jù)權(quán)利要求
40的設(shè)備，其中所述第一數(shù)量與第二數(shù)量之比約為7。
44.根據(jù)權(quán)利要求
36的設(shè)備，其中所述第一電容器小于或約0.14微法。
45.根據(jù)權(quán)利要求
36的設(shè)備，其中所述第二電容器小于或約0.02微法。
46.一種由電子致失能裝置執(zhí)行的方法，用于通過第一電極和第二電極阻止所述目標運動，其中每個電極都放置在目標上或目標附近，所述方法包括充電具有第一電壓的第一電容器以及充電第二電容器；測量所述第一電壓并當所述第一電壓超過一閾值時耦合所述第一電容器到電壓培增器；通過所述電壓培增器放電所述第一電容器，以在所述第一電極和第二電極上產(chǎn)生倍增后的電壓；在存在于所述至少一個電極和所述目標之間的空氣隙之間生成減小阻抗的離子化通道，以在所述第一和第二電極之間建立電流并通過所述目標；以及響應(yīng)于所述減小的阻抗，耦合所述第二電容器到所述第一電極和第二電極至少之一以通過所述減小阻抗的離子化通道放電所述第二電容器，以維持通過所述目標的電流。
47.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中通過火花隙實現(xiàn)測量.
48.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中當?shù)谝浑娙萜骱偷诙娙萜鞅怀潆姷交鞠嗤碾妷悍葧r完成充電。
49.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中第一電容器具有第一幅度的電容； 第二電容器具有第二幅度的電容；以及所述第一幅度基本超過所述第二幅度。
50.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中所述電壓倍增器包括升壓變壓器，其具有初級繞組和次級繞組，其中來自所述第一電容器的放電電流通過所述初級繞組。
51.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中所述倍增的電壓基本超過所述電壓閾值。
52.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中所述第一電容器放電第一時間段； 所述第二電容器放電第二時間段；以及所述第一時間段基本上小于第二時間段。
53.根據(jù)權(quán)利要求
46的方法，其中耦合所述第一電容器包括使用第一火花隙，所述第一火花隙具有基本等于所述電壓閾值的第一擊穿電壓。
54.一種用于阻止目標運動的設(shè)備，該設(shè)備與第一提供電極和第二提供電極一起使用， 所述第一提供電極和第二提供電極用于導通經(jīng)過所述目標的電流，該設(shè)備包括升壓變壓器，具有初級繞組、第一次級繞組及第二次級繞組，所述第一電極被耦合以從第一次級繞組接收供給所述電流的能量，所述第二電極被耦合以從第二次級繞組接收供給所述電流的能量；第一電容器，其通過所述初級繞組放電以提供能量給所述電流，從而所述電流在所述第一和第二電極至少之一和所述目標之間串連地建立電?。灰约暗诙娙萜?，其通過所述第一次級繞組放電以提供能量給通過所述建立的電弧的所述電流；其中所述第一電容器放電第一時間段；所述第二電容器放電大于所述第一時間段的第二時間段；以及所述電流在目標的骨胳肌中產(chǎn)生收縮以阻止所述目標運動。
55.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，其中所述第一時間段約1.5微秒。
56.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，其中所述第二時間段約50微秒。
57.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，其中所述第二時間段與第一時間段的比約為33。
58.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，還包括串聯(lián)在所述第二電容器和所述第一次級繞組的開關(guān)，其導通以放電所述第二電容器。
59.根據(jù)權(quán)利要求
58的設(shè)備，其中所述開關(guān)響應(yīng)于所述第一電容器通過所述初級繞組放電而閉合。
60.根據(jù)權(quán)利要求
58的設(shè)備，其中所述開關(guān)響應(yīng)于所述次級繞組的電壓而閉合。
61.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，還包括串聯(lián)在所述第二電容器和所述次級繞組之間的第一火花隙，其導通以放電所述第二電容器。
62.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，還包括電壓激活開關(guān)，串聯(lián)在所述第二電容器和所述次級繞組之間，其操作以放電所述第二電容器，其中所述激活電壓大于所述第二電容器上的電壓。
63.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，其中第一電容器通過所述初級繞組放電第一數(shù)量的能量；第二電容器通過所述第一次級繞組放電小于所述第一數(shù)量的第二數(shù)量的能量。
64.根據(jù)權(quán)利要求
63的設(shè)備，其中所述第一數(shù)量小于或約為0.28焦耳。
65.根據(jù)權(quán)利要求
63的設(shè)備，其中所述第二數(shù)量小于或約為0.04焦耳。
66.根據(jù)權(quán)利要求
63的設(shè)備，其中所述第一數(shù)量與第二數(shù)量之比約為7。
67.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，其中所述第一電容器小于或約0.14微法。
68.根據(jù)權(quán)利要求
54的設(shè)備，其中所述第二電容器小于或約0.02微法。
專利摘要
一種電子致失能設(shè)備(200)包括第一和第二電極(E1，E2)，用于與一個目標動物或人類接觸。所述設(shè)備通過提供經(jīng)過電極從而經(jīng)過目標的電流來致使目標失能。為了確保適當?shù)碾娏髁鲃?，設(shè)備在相對較短的時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。
文檔編號F41H13/00GKCN101201230SQ200710193341
公開日2012年5月30日 申請日期2004年2月11日
發(fā)明者馬涅·H·內(nèi)赫姆 申請人:天射國際公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5),