CN101201230A

CN101201230A - 电子致失能设备

Info

Publication number: CN101201230A
Application number: CN200710193341.5A
Authority: CN
Inventors: 马涅·H·内赫姆
Original assignee: Taser International Inc
Current assignee: Axon Enterprise Inc
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2024-02-11
Also published as: CN1748269A; US7782592B2; US20040156162A1; US7145762B2; AU2011201759A1; AU2011201760B2; US7602598B2; AU2011201759B2; CN101201230B; AU2010201941A1; US20110043961A1; AU2011201757B2; AU2008224351B2; AU2011201756B2; AU2011201760A1; AU2008224351A1; US7936552B2; AU2011201757A1; AU2011201756A1; AU2010201941B2

Abstract

一种电子致失能设备(200)包括第一和第二电极(E1，E2)，用于与一个目标动物或人类接触。所述设备通过提供经过电极从而经过目标的电流来致使目标失能。为了确保适当的电流流动，设备在相对较短的时间之中在电极之间施加相对较高的电压，以电离可能由于电极放置而存在的空气隙。在短时段之后，较低的电压被用于维持经过电极的致失能电流流动。

Description

电子致失能设备

本申请是申请号为200480004012.6、申请日为2004年2月11日、发明名称为“电子致失能设备”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于使动物或人类目标失去能力的设备；以及用于在电极和目标之间有空气隙的电路中提供经过电极和目标的电流的方法。

最初的眩晕枪是在20世纪60年代由Jack Cover发明的。通过递送高电压脉冲序列到目标的皮肤内，使得流经目标的电流干扰目标的神经肌肉系统，这种现有技术眩晕枪使得目标丧失能力。较低功率的系统引起眩晕效应。较高功率的系统引起不自觉的肌肉收缩。在两种设计中制做了诸如眩晕枪这样的电子致失能设备。第一种设计使电极固定到枪上。在操作中，用户建立电极到目标的直接接触。第二种设计通过发射一对镖箭，在远程目标上操作。每个镖箭包括一个电极，该电极通常包括一个带倒钩的尖端。镖箭与目标所着的衣服啮合，或者与目标的皮肤啮合。在大多数情况下，在电极之一或两者与目标的皮肤之间存在高阻抗空气隙，因为电极之一或两者与目标的衣服接触，而不是刺入目标的皮肤。

常规眩晕枪100可根据图1的功能框图来实现。在眩晕枪100中，闭合安全开关S1将一个电池102连接到一个微处理器电路124，并将眩晕枪置于“待命”并准备好发射的配置中。随后板机开关S2的闭合引起微处理器124激活高电压电源104。高电压电源104输出约2000伏特的脉冲电压，该脉冲电压被耦合以将一个电容器106充电到2000伏特电源输出电压。当火花隙GAP1之间的电压超过空气的电离电压时，一个相对高的电压出现在变压器108的初级绕组两端。变压器108将此电压逐步升高到电极E1和E2之间的约50000伏特，电离目标处的空气隙GAP_A和GAP_B中的空气，该目标被模拟为一个阻抗为Z1的负载。从而一个相对较高的电压被施加到负载Z1。由于电容器106的输出电压迅速降低，流经火花隙GAP1的电流减小，引起火花隙中的空气消电离，并且继续开始一个开路阻抗。火花隙GAP1的这一“重断开”定义了施加到电极E1和E2的每个输出脉冲的结束。图1所示类型的典型眩晕枪每秒产生五至二十个脉冲。

Scottsdale，Arizona的Taser International(泰瑟枪国际)已生产了几年图1所示类型的称为TaserM18型和M26型眩晕枪的眩晕枪。像这样的高功率眩晕枪通常结合一个储能电容器106，其电容为约0.2微法至约0.88微法。

希望能够使穿着诸如皮革或织物上衣这样的衣服的目标失去能力。衣服起了在目标的皮肤和一个电极之间建立约0.6cm(0.25英寸)至约2.5cm(1英寸)的空隙的作用。一个约50000伏特的输出电压将会电离这么长的空气隙，并且支持足以导致目标中的肌肉收缩的电流。有了高功率眩晕枪，例如M18和M26眩晕枪，流过间隔开的眩晕枪输出电极间的电流幅度将会引起许多骨骼肌群组刚性收缩。对于人类目标，眩晕枪使得目标失去保持直立、平衡姿势的能力。因此，目标倒向地面并且丧失能力。

在约50000伏特处，输出电极E1和E2与目标之间的GAP_A和GAP_B中之一或两者中的空气电离，电流开始流经电极E1和E2。当电极E1和E2被呈现一个阻抗相对较低的负载Z1，而不是一个或多个高阻抗空气隙时，眩晕枪输出电压将会降至低得多的电平。例如，在人类目标并且探针与探针间隔约为25cm(10英寸)的情况下，M26型眩晕枪的输出电压将从约55000伏特降到约5000伏特。常规眩晕枪展现这种迅速的电压降低，因为这种眩晕枪被调节为只在单个模式中操作，以便在一个阻抗非常高、接近无穷大的空气隙之间稳定地产生一个电弧。在经过电极和目标处的一个或多个空气隙形成一个低阻抗电路后，有效眩晕枪负载阻抗下降到目标的阻抗，一般约为1000欧姆或更小。典型人类对象将会呈现约2000欧姆的负载阻抗。

常规眩晕枪必须被设计成具有引起目标处的一个或多个阻抗非常高的空气隙之间的电离的能力。因此，这种眩晕枪被设计成了产生从约50000到约60000伏特的输出。电离后，空气隙阻抗降低到非常低的水平，而眩晕枪继续在相同模式中操作，递送电流或电荷到现在阻抗很低的目标中。因此，以上所讨论的常规高功率、高电压眩晕枪100操作起来效率相对较低，在相对较高的电池功耗下产生相对较低的电肌肉效应。

在电容器106处所测得的，M26眩晕枪递送约26瓦特的输出功率。由于高电压电源的效率低下，电池以15脉冲每秒的脉冲速率提供约35瓦特。由于产生高电压、高功率输出信号的要求，M26眩晕枪要求相对较大和相对较重的八个AA电池组102。此外，M26眩晕枪功率生成固态元件104、电容器106、升压变压器108和变压器108的初级侧上的有关部件必须以相对较高的电流和较高的电压(2000伏特)操作，而变压器108的次级侧的部件必须在反复暴露到甚至更高的电压(50000伏特)的情况下操作。

在没有本发明的设备和方法的情况下，制造和操作电子致失能设备的成本将会限制这些武器对于法律实施和个人安全的使用。

发明内容

根据本发明的各种方面的一种用于致使一个目标失能的电子致失能设备，包括第一和第二电极，以在所述目标上建立第一和第二间隔开的接触点；以及

一个高电压电源，用于生成递送在所述目标上的第一和第二接触点之间的一个输出电压，以在一个电极生成一个正电势，在另一个电极生成一个负电势。

根据本发明的各种方面的一种用于致使一个目标失能的方法，包括：从一个第一储能设备提供一个第一信号给所述目标，以电离所述目标处的一个空气隙；以及从一个第二储能设备提供一个第二信号给所述目标，以继续经过所述空气隙和经过所述目标的一个电流。

根据本发明的各种方面的一种用于致使一个目标失能的设备，包括一个电路，用于从一个第一储能设备提供一个第一信号给所述目标，以电离所述目标处的一个空气隙；以及一个电路，用于从一个第二储能设备提供一个第二信号给所述目标，以继续经过所述空气隙和经过所述目标的一个电流。

根据本发明的各种方面的一种用于为由一个电池操作的设备监视电池容量的方法，包括：监视所述设备的多个模式中的一个操作模式；测量所述设备在所述多个模式中的各个操作模式中操作的时间；存储原始电池容量的标记和与所述多个模式中的每个操作模式相关的一个电池容量消耗比率的标记；以及根据从操作模式监视装置、从操作时间监视装置和从存储器接收到的数据计算一个消耗的电池能力。

根据本发明的各种方面的一种用于一个设备的保用信息系统，包括一个电路；用于存储一个保用持续时间的标记；一个电路，用于存储所述保用的一个开始时间；以及一个电路，用于提供用于操作所述设备的功率。所述系统还可作为所述设备的一个操作者可替换部件，即作为一个有助于延长保用的替换系统来提供。

根据本发明的各种方面的一种方法，用于提供保用信息给由所述保用覆盖的设备的处理器，所述方法包括：存储一个保用持续时间的标记；存储所述保用的一个开始时间；以及提供功率用于操作所述设备。所述方法还可包括提供一个替换模块作为所述设备的一个操作者可替换部件，所述替换模块执行所述标记的存储、所述开始时间的存储以及提供功率，从而有助于延长保用。

附图说明

以下将参考附图来描述本发明的系统和方法，附图中类似的数字表示类似的元件，并且：

图1是现有技术的一种眩晕枪的功能框图；

图2是根据本发明的各种方面的一种电子致失能设备的功能框图；

图3是示出图2的电路部分201的一个一般化输出电压波形的图；

图4是示出图2的电路部分203的一个一般化输出电压波形的图；

图5示出一个高阻抗空气隙，它可存在于电子致失能输出电极E1之一与目标上的一个间隔开的位置E3之间；

图6示出电离后图5的空气隙；

图7是示出图3和4的时间段期间空气隙GAP_A的阻抗的图；

图8是图2的设备的电压对时间的图；

图9是图2的设备的电压对时间的图；

图10是图9的两个输出脉冲序列的时间的图；

图11是根据本发明的各种方面的另一种电子致失能设备的功能框图；

图12是根据本发明的各种方面的另一种电子致失能设备的功能框图；

图13-18是示出时间T0-T3期间图12的电容器C1、C2和C3两端的电压的时序图；

图19是指示图13-18的时间间隔期间GAP1和GAP2的有效阻抗的表；

图20是图2的电路部分201和203的另一种实现的功能框图；

图21是图12的控制器1214的示意图；

图22图12的电源1201的示意图；

图23A和23B形成图12的设备的电路的另一部分的示意图；

图24是图23B的电路的另一种电路的示意图；以及

图25是电池功耗表。

具体实施方式

根据本发明的各方面的一种电子致失能设备，在来自该设备的电流经过目标的同时，暂时性地使动物或人(例如目标)失去能力，并且可在某种程度上使目标无法运动和/或丧失能力。例如，图2的电子致失能设备200包括一个电源202，第一和第二储能电容器204和210，以及开关S1和S2，每个开关作为SPST开关操作，并且帮助选择性地将两个储能电容器连接到下游电路元件。并联或串联的任何数目的物理电容器可用于实现这里所讨论的电容器。开关可以按任何常规方式实现，例如火花隙和/或电子开关(例如晶体管)。电容器204被开关选择性地连接到一个电压乘法器208，该电压乘法器208耦合到第一和第二电极E1和E2。如上文所讨论的，电极可被固定或实现在镖箭中。电容器204和210也通过一个公共导体(电路地)耦合到电极E2。

板机216(例如与枪板机类似的一个开关)控制开关控制器214，该开关控制器控制开关S1206和S2212的时序和闭合。

由设备200的操作提供的电极E1和E2间的输出电压V_OUT是由两个电路部分201和203中的每一个提供的电压的叠加。在操作中，在时间T0处，电源202被激活。在时间间隔T0-T1期间电容器204和210充电。在图3的时间T1处，开关控制器214闭合开关S1，以将电容器204耦合到电压乘法器208。图3将时间段T1至T2期间的V_OUT示为相对较高的电压。

在图5所示的假设情况中，一个高阻抗空气隙存在于电极E1和目标接触点E3之间；并且皮肤接触存在于电极E2和目标接触点E4之间。皮肤接触提供较低(例如接近零)的阻抗。如上文所讨论的，接触点E3和E4在目标上是间隔开的。电阻器和Z_LOAD符号表示内部目标电阻，通常小于1000欧姆，并且对于典型人类目标可能约为200欧姆。

将V_HIGH电压施加到E1到E3空气隙GAP_A之间电离空气隙中的空气，以形成一个电弧。从而，如图7所示，GAP_A的阻抗从接近无穷大的量降低到接近零的量，产生图6所示的电路配置。在已通过短期施加V_HIGH输出信号建立从E1到E3的这一低阻抗的电离后的通路后，开关控制器214断开开关S1，并闭合开关S2，以将电容器210耦合到电极E1和E2，如图4的时间段T2至T3期间所示。在一个相当大的额外时间间隔中，电容器210继续电离，并保持GAPA两端的电弧。在时间间隔T2至T3期间，电容器210的这一持续的、较低电压的放电将相当大量的电荷传送经过目标，以致使目标失能。电容器210经过目标的持续放电最后将会耗尽存储在电容器210中的电荷，并且最终将会引起输出电压降至一个电压，在该电压下在GAP_A中电离将不再被支持。然后GAP_A将会回复到未电离的、高阻抗状态，引起流经目标的电流的停止。图8和9示出时间T0-T3时电极间的电压。

开关控制器214将被编程为闭合开关S1一个预定的时间段，然后闭合开关S2一个预定的时间段。

在时间间隔T3至T4期间，电源202被禁用，以保持一个出厂预设的脉冲重复率。如图9和10的时序图中所示，这一出厂预设的脉冲重复率定义整个T0至T4时间间隔及其在时间T4至T8中重复的方式分别对应于时间T0至T4。由一个微处理器实现的一个时序控制电路在T3至T4时间间隔期间保持开关S1和S2处于断开状态，并且禁用电源，直到所需的T0至T4时间间隔已经完成。在时间T4处，电源将会被重新激活，以将电容器204和210重新充电到电源输出电压。

在另一种实现中，时间间隔T2至T3的持续时间可被延长。例如，图11的电子致失能设备1100包括上述元件，还包括第三电容器1118和二极管D1。高电压电源1102对电容器1110和1118并行充电。在电容器1102的第二端接地的同时，电容器1118的第二端经过二极管D1返回到地。

图12的另一个电子致失能设备1200是以上参考图11的功能框图讨论的设备1100的功能的实现。在设备1200中，高电压电源1202提供两个具有相等输出电压能力的输出。每个输出提供一个电流I1到电容器1204和1218(在功能上对应于以上讨论的第一和第三电容器)，并提供电流I2到电容器1210(在功能上对应于以上讨论的第二电容器)。高电压电源1202的第一电压输出还连接到GAP1，一个2000伏特的火花隙；并连接到输出变压器1208的初级绕组，该变压器的初级到次级绕组升压比为一比二十五。电容器1210的第二端连接到地，而电容器1218的第二端经过电阻器R1返回到地。高电压电源1202的第二输出电压还连接到GAP2，一个3000伏特的火花隙。

火花隙GAP1和GAP2分别与升压比为1比25的变压器1208的初级和次级绕组串联。

在设备1200中，安全开关S1的闭合启用高电压电源1202的操作，并且将设备1200置于备用/准备好操作的配置中。板机开关S2的闭合引起微处理器1224声明一个激活信号到高电压电源1202。作为响应，电源1202启动对电容器1204和1218充电的电流I1和对电容器1210充电的电流I2。现在将参考图13至18的电压对时间图进一步描述此电容器充电时间间隔。

在时间间隔T0至T1期间，响应于来自高电压电源1202的输出，电容器1204(C1)、1210(C2)和1218(C3)从零电压充电达到约2,000伏特。火花隙GAP1和GAP2保持断开，具有接近无穷大的阻抗。在时间T1处，电容器C1和C3的电压接近GAP1的2000伏特额定击穿。在火花隙GAP1的击穿电压下，一个电弧将被形成在GAP1之间，并且GAP1的阻抗将会降低至接近零的量。此降低开始于图13-16中的时间T1处。从时间T1处开始，电容器C1将会开始通过变压器1208的初级绕组放电。通过变压器1208的操作，电极E1和E2间的电压迅速降低到约-50000伏特，如图16所示。电容器C1两端的电压(图15)相对较慢地从约2000伏特开始降低，而火花隙GAP2之间的电压相对较慢地向着GAP2的击穿电压升高(图16)。

设备1200展示两种在输出电极E1和E2之间提供输出信号V_OUT的模式。在第一操作模式中，提供一个相对较高的电压，以便用由时间间隔T1至T2期间电容器C1提供的能量电离GAP_A中的空气。在第二操作模式中，时间间隔T2至T3期间，电容器C2和C3提供的能量提供相对较低的电压。在时间间隔T1至T2的结束处，由于火花隙GAP2和GAP_A以较低(接近零)的阻抗导通，设备1200开始在第二操作模式中操作。在时间T2处，火花隙GAP2和GAP_A中的空气被电离，允许电容器C2和C3经过电极E1和E2以及目标的相对较低的阻抗负载放电。如图17所示，在时间接近T2之时，电容器C1被放电到接近零的量。在时间T2之前电容器C1不放电，因为火花隙GAP2是断开的。在时间间隔T2至T3期间，由于电容器C2和C3经过(从输出端E1和E2之间所看到的)现在较低的阻抗(只有目标)负载放电，这些电容器两端的电压降低到零。

图18给出时间间隔T2和T3期间GAP2之间的电压以及电极E1和E2之间的电压。在时间间隔T2至T3中的大部分期间，电极E1和E2之间的电压的绝对值小于约2000伏特。

在根据本发明的各方面的一种电子致失能设备中，电容器C1可提供约0.14微法，并且可在约1.5微秒的时间间隔T1至T2期间放电。电容器C2和C3可各自提供约0.02微法，并且可在约50微秒的时间间隔T2至T3期间放电。

在其他实现中，其他持续时间被用于时间间隔T1至T2的持续时间。此持续时间可在约1.5至约0.5微秒的范围中。

在其他实现中，其他持续时间被用于时间间隔T2至T3的持续时间。此持续时间可在约20至约200微秒的范围中。

时间间隔T0至T1的持续时间取决于电源1201在对电容器C1、C2和C3充电的同时提供足够操作设备1200的电流的能力。例如，与带一个已经部分放电的电池的电路操作相比，一个新电池1201可缩短T0至T1时间间隔。在寒冷环境温度中，设备1200的操作可降低电池容量，并且还可增加时间间隔T0至T1的持续时间。

非常希望的是，能够以参考图9和图10所讨论的预定的脉冲重复率操作如上所讨论的电子致失能设备。在一个实现中，控制器1214包括一个常规微处理器电路，该电路被编程为执行根据本发明的各种方面的方法。根据本发明的各种方面，控制器1214根据一个反馈信号提供激活信号给高电压电源1202，以控制数字脉冲控制间隔的持续时间(图10)，从而控制周期持续时间(图10的TA和TB)。数字脉冲控制间隔对应于以上讨论的时间间隔T3至T4。

例如，图12的控制器1214包括微处理器1224和反馈信号调节电路1222。微处理器1224经由反馈信号调节电路1222接收来自高电压电源1202的一个反馈信号。响应于反馈信号，反馈信号调节电路向微处理器1224提供一个状态信号。微处理器1224检测何时达到如图4、7、8、9、10、17和18所示的时间T3。由于操作周期的开始时间T0是已知的，因此从时间T3开始，直到足够实现预设的脉冲重复率的时间为止(例如时间间隔T3至T4)，微处理器将会保持高电压电源在关断或禁用操作模式中。虽然时间间隔T3至T4的持续时间可变化，以补偿其他时间间隔，但微处理器保持T0至T4的时间间隔，以实现预设的脉冲重复率。

“火花隙开/关时序”的图19表示四个有关操作时间间隔期间GAP1和GAP2的配置的简化总结。配置“关”表示高阻抗、未电离的火花隙状态，而配置“开”表示电离后的状态，在该状态中已达到火花隙击穿电压。

在另一种设备实现中，设备内的电压被降低，以有助于利用常规绝缘材料设计紧凑的电子致失能设备。例如，一种实现可使用一个具有双输出的电压乘法器，每个输出提供一半输出电压。于是电极E1和E2之间的电压可为双输出电压之和。例如，图20的电压乘法器电路2000包括变压器1008，该变压器具有单个初级绕组，以及中心抽头的或两个单独的次级绕组。从初级绕组到每个次级绕组的升压比为1到12.5。变压器1208仍达到了实现25比1的升压比的目标，该升压比用于从约2000伏特的电源生成约50000伏特的输出信号。与使用一个次级绕组的设计相比，此双次级变压器配置的一个优点是施加到每个次级绕组的最大电压降低了50％。可能需要这种降低的次级绕组操作电势，以用给定量的变压器绝缘实现更高的输出电压，或者用于给输出变压器的元件带来较小的高电压压力。

与由如上文所讨论的Taser M26眩晕枪所代表的常规眩晕枪相比，通过使用根据本发明的一种电子致失能设备可实现重大且令人印象深刻的益处。例如，M26眩晕枪利用约0.88微法的单个储能电容器。当被充电到2000伏特时，该电容器在每个输出脉冲期间存储并随后释放约1.76焦耳的能量。对于15脉冲每秒的标准脉冲重复率以及1.76焦耳每脉冲，M26眩晕枪要求约35瓦特的输入功率，正如上文所说明的，该输入功率必须由一个利用8个串联的AA碱性电池的较大的、相对较重的电池电源来提供。

根据本发明的各种方面的一种电子致失能设备可使用具有如下电容的电容器：C1约为0.07微法，C2约为0.01微法。C1和C2的电容之和约为0.08微法。使用C1和C2的这些值的一个电子致失能设备200从存储在这些电容器上的约0.16焦耳的能量中提供每个输出脉冲。在约15脉冲每秒的脉冲重复率的情况下，这两个电容器在电容器处消耗约2.4瓦特的电池功率，在电池处消耗大概3.5至4瓦特的功率。因此，电池可以为单个AA大小的电池。与上文所讨论的M26眩晕枪相比，此电子致失能设备实现90％的功耗降低。

根据本发明的各种方面的一种电子致失能设备生成如图3和4所示的一个时间序列的、成形的电压输出波形。输出波形适应所示的两种不同的负载配置：高阻抗T1至T2第一操作时间间隔期间的一种相对高电压输出操作模式，出及在低阻抗第二T2至T3操作时间间隔期间的一种相对低电压输出操作模式。

一个额外的益处是，电路元件在较低功率水平和较低的电平下操作，导致更可靠的电路操作。此外，可在一个物理上紧凑得多的设计中组装这种电子致失能设备。在根据本发明的各种方面的眩晕枪的一个实验室原型实施例中，与M26眩晕枪的尺寸相比，原型尺寸降低了约50％，重量降低了约60％。

根据本发明的其他方面，电池容量由控制器预测。此外，一个电池容量读数可被提供给用户。在大多数电子设备中，剩余电池容量或者可通过在操作期间测量电池电压来预测，或者通过对电池放电电流在时间上积分来预测。由于以上所讨论的几种操作模式，现有技术电池管理方法产生不可靠的结果。由于环境温度强烈影响电池容量，并且希望电子致失能设备的操作处于宽范围的环境温度中，因此没有温度补偿的现有技术电池容量预测方法产生甚至更不可靠的结果。

根据本发明的各种方面的一种电子致失能设备(例如根据图21-25)的电池功耗随着操作模式按如下方式而变化。在一种实现中，除以上所讨论的元件外，设备还包括一个实时时钟、一个激光器以及一个闪光灯。实时时钟可汲取约3.5微安。如果系统安全开关S1被打开，则现在激活的微处理器及其时钟可汲取约4毫安。如果被启用，并且如果安全开关被打开，则激光目标指示器可汲取约11毫安。如果被启用，并且如果安全开关被打开，则前向低强度双白LED闪光灯可汲取约63毫安。如果安全开关被打开并且板机开关S2被扣动，则设备将会汲取约3至约4安培。因此，最小到最大耗用电流将按约1000000到1的比率变化。

进一步使事情复杂化的是，组装在系统电池模块中的锂电池的容量可在操作温度范围上大大变化。在-20℃下，电池模块可递送约100个5秒的放电周期。在+30℃下，电池模块可递送约350个5秒的放电周期。

从最温暖到最寒冷的操作温度范围，以及从最低到最高电池耗用函数，电池寿命从约5000000变化1。

根据本发明的各种方面的一种电池容量评估系统根据在不同负载下和不同温度条件下对关键电池参数的实验室测量，来预测剩余电池容量。这些测得的电池容量参数作为一个表(例如图25的列1和2)被电子存储在每个电池模块中所包括的一个电子非挥发性存储器设备中(图22)。如图21和22所示，适当的数据接口接触使得微处理器能够与电子存储在电池模块2200中的表通信，以预测电池的剩余容量(2202和2204)。带有内部电子非挥发性存储器的电池模块2200可被称为数字功率库(DPM)，或者简单地称为系统电池模块。

构造电池模块的数据表所需的数据是通过在选中的温度下操作电子致失能设备、同时在每个温度间隔处记录电池性能和寿命来收集的。

产生的电池容量测量结果被收集，并组织到图25所示类型的表格式数据表中。每个系统特征的电池耗用参数被计算，并根据该特征的可感测操作条件被翻译成以微安-小时(μAH)为单位的标准耗用值。例如，保持时钟存活所需的电池耗用由一个以μAH为单位的数字表示，该数字合计保持时钟存活约24小时所需的电流。对微处理器、前向闪光灯以及激光器目标指示器加电一秒的电池耗用是由具有以μAH为单位的值的单独的表条目来表示的。在发射模式中操作枪所需的电池耗用由发射一个单个功率输出脉冲所需的以μAH为单位的数字表示。

为了允许在所有所需的温度下操作，在保持跟踪电池耗用和剩余电池容量的同时，每个增量温度处的总可用电池容量被测量。25℃(环境)下的以μAH为单位的电池容量被编程到表中，以表示一个规一化的百分之百电池容量值。其他温度下的电池表耗用数字被调整，以与25℃的总(百分之百)电池容量数字协调。例如，由于-20℃下的总电池容量被测得为接近25℃下的电池容量的35％，因此-20℃下的μAH数字被乘以1/0.35。

用于以上所讨论的表的存储器中的一个附加位置(图25中未示出)被微处理器用于保持跟踪已使用的电池容量。如果安全选择器保持处于“待用”位置，则约每隔一秒此数字(即已使用的电池容量)被更新，如果安全选择器保持处于“安全”位置，则约每隔二十四小时此数字被更新。剩余电池容量百分比是通过将此数字除以总电池容量来计算的。每次设备处于待命状态时，设备在一个两位中央信息显示器(CID)上显示此剩余电池容量百分比，显示时间为两秒钟。

在以下讨论中，设备2300被称为X26型。

图22示出位于X26电池模块内的电子电路。如图22的示意图中所示，可移除电池模块由两个串联的3伏特CR123锂电池以及一个非挥发性存储器设备组成。非挥发性存储器设备可采取一个24AA128闪存的形式，该闪存包括128K比特的数据存储。如图21和22所示，X26系统微处理器与电池模块之间的电接口和数据接口由一个6引脚插孔JP1建立，并且提供一个2-路I²C串行总线，用于数据传输用途。

虽然已经联系监视眩晕枪的电池供能电源的剩余容量描述了电池容量监视装置和方法，但此发明性特征易被应用到任何包括一个微处理器的电池供能的电子设备，例如蜂窝电话、便携式摄像机、笔记本电脑、数字照相机和PDA。这些种类的电子设备中的每一种都频繁地在各种不同的操作模式之间转换，其中每种操作模式消耗不同级别的电池功率。例如，蜂窝电话选择性地在以下不同功耗模式中操作：(1)功率关/微处理器时钟开；(2)功率开，备用/接收模式；(3)接收呼入电话呼叫并放大接收到的音频输入信号；(4)生成约600毫瓦的RF功率输出的发射模式；(5)响应于呼入呼叫，响铃信号被激活；以及(6)背光灯开。

为了在一个蜂窝电话实施例中实现本发明，将提供与图22电示意图所示的类似的一个电池模块。该模块将包括一个存储器存储设备，例如由图22示意图中的参考数字U1所表示的元件，用于接收和存储以上参考图25所讨论的类型的一个电池消耗表。然后蜂窝电话微处理器可被编程为在加电时或者响应于一个用户可选择的请求，读出或显示电池模块内剩余的电池容量或者已使用的容量的百分比。

类似的分析和益处适用于本发明的电池容量监视器对诸如笔记本电脑这样的其他应用的应用，该笔记本电脑在以下不同的电池功耗模式之间切换：(1)CPU开，但在备用节电模式中操作；(2)CPU在正常模式中操作，并且硬盘驱动器处于“开”配置；(3)CPU在正常模式中操作，并且硬盘驱动器处于“关”配置；(4)CPU“开”，并且LCD屏幕也处于“开”完全照明模式；(5)CPU正常操作，并且LCD屏幕切换到“关”节电配置；(6)调制解调器开/调制解调器关模式；(7)光驱，例如DVD或CD ROM驱动器在播放模式中操作；(8)光驱，例如DVD或CD ROM驱动器在记录或写模式中操作；以及(9)与在无音频输出信号的情况下操作相对，笔记本音频系统生成音响输出。

在以上所提出的每种情况中，对于每种不同的功耗模式，根据每个个别的操作元件的功耗，电池容量表将会被校准。对于指定数目的不同环境温度操作范围，电池容量也将被量化。

可根据本发明的各种方面实现跟踪制造商保用(warranty)上所剩余的时间以及更新和延长截止日期。本发明的一种X26系统实施例在从工厂装运时，具有一个内部电池模块(DPM)，该模块具有足以在远长于10年的时间中对内部时钟供能的电池容量。内部时钟在工厂处被设置为格林威治标准时间(GMT)。内部X26系统电子保用跟踪器开始从第一次板机扣动开始对工厂预设的保用期或持续时间倒计时，该第一次板机扣动发生在X26系统被工厂组装用于装运之后约24小时或以上。

只要电池模块被从X26系统中移除、并且在一或多秒钟之后被替换，则X26系统将会实现一个初始化程序。在该程序期间，2-位LED中央信息显示(CID)，顺序读出一连串的2-位数字，这些2-位数字表示以下数据：(1)按格式YY/MM/DD的表示保用截止日期的第一个3组2-位数字；(2)当前日期被显示：YY/MM/DD；(3)以摄氏度为单位的内部温度被显示：XX(负数是通过使数字闪烁来表示的)；以及(4)软件修订本被显示：XX。

可通过经由互联网通信或通过购买替换电池模块来延长系统保用。X26系统包括一个USB数据接口模块附件，它与用于电池模块12的X26系统插座的形状物理上兼容。USB数据模块可被插X26系统电池模块插座内，并且包括一组电接触，这组电接触与位于X26系统电池模块外壳内的插孔JP1兼容。USB接口模块可电连接到一个计算机USB端口，该端口经由插孔JP1向X26系统提供能量。虽然USB接口通常用于从X26系统下载射击数据，但它也可用于延长保用期或下载新软件到X26微处理器系统中。为了更新保用，用户移除X26电池模块，插入USB模块，将一条USB电缆连接到一台启用了互联网的计算机，到www.Taser.com网站，遵循下载X26系统保用延长指示，并且通过信用卡为所需的延长的保用期付款。

或者，可通过从工厂购买一个特别编程的电池模块来延长系统保用，该电池模块具有对存储在X26微处理器中的保用截止数据重新编程所需的软件和数据。保用延长电池模块被插入到X26系统电池插座中。如果X26系统保用期尚未截止，则传送到X26微处理器的数据将延长当前保用截止日期，延长时间为预编程到延长保用电池模块中的时段。一旦延长的保用截止日期已被存储到X26系统内，微处理器就将启动一个电池插入初始化序列，然后将会显示新的保用截止日期。各种不同的保用延长模块可被提供来延长单个X26系统的保用期，或者为多个系统提供保用延长，正如延长由整个警察部门所使用的多个X26系统的保用可能会要求的那样。如果保用延长模块只包括一个保用延长，则X26微处理器将会把模块中的保用更新数据重置为零。模块可在保用延长操作之后或之前充当一个标准电池模块。X26系统可被编程为每当保用延长模块被插入到武器中时，接收一个保用延长，例如一年的延长。

本发明的保用配置/保用延长特征还能很容易地适用于与任何基于微处理器的具有一个可移除电池的电子设备或系统一起使用。例如，当应用到具有一个可移除电池模块的蜂窝电话时，一个与图22电示意图所示的类似的电路可被提供在蜂窝电话电池模块中，以与蜂窝电话微处理器系统接口。正如本发明的X26系统中的情况那样，在工厂处，蜂窝电话最初可被编程为在蜂窝电话初次被最终用户/消费者加电时反映一个预定持续时间的设备保用。通过购买一个包括适用于对蜂窝电话微处理器内的保用截止日期重新编程的数据的特别配置的蜂窝电话替换电池，消费者可以很容易地在更新系统保用的同时替换蜂窝电话电池。

或者，结合本发明的保用延长特征的电子设备的购买者可返回到零售商店，例如Best Buy或Circuit City，购买保用延长，并且让零售商代表延长板上系统保用。可通过临时插入一个主电池模块来实现此保用延长，该主电池模块中结合了由零售商从OEM制造商购买的特定数目的保用延长。或者，零售商可附接一个USB接口模块到用户的蜂窝电话，或者从零售商的计算机系统直接提供保用延长，或者通过由OEM制造商的网站提供的数据提供保用延长。

与通常利用不可充电的电池模块的上述系统相比，对于利用可充电电池电源的电子设备，例如蜂窝电话和可携式摄像机中的情况，电池损耗发生得不那么频繁。对于这种可充电电池应用，终端用户/消费者可购买一个包括保用更新数据的替换可充电电池模块，并且可同时折价卖出消费者原来的可充电电池。

对于本发明的保用延长特征的更广泛的应用，该特征可被提供来延长其他设备的保用，其中其他设备例如是桌面计算机系统、计算机监视器或者甚至汽车。对于这种应用，OEM制造商或零售商可向消费者的桌面计算机、监视器或汽车提供适当的保用延长数据，换取适当的费用。通过红外数据通信端口、硬连接USB数据链接、IEEE 1394数据接口端口、诸如Bluetooth(蓝牙)的无线协议或在产品与保用延长数据源之间交换保用延长数据的任何其他装置，经由与消费者产品的直接接口，这种数据可被提供给保用的产品。

提供“智能”电池模块的另一个益处是X26系统可由电池模块提供固件更新。当一个具有新固件的电池模块被插入到X26系统中时，X26系统微处理器将会从电池模块中读出几个标识数据字节。在读出存储在电池模块内的非挥发性存储器的新程序的软件配置和硬件兼容性表字节以评估硬件/软件兼容性和软件版本号后，系统软件更新将会在适当时发生。通过让X26系统中的微处理器(参见图21)读取电池模块存储器程序部分中的字节，并且将适当软件编程到X26系统的非挥发性程序存储器中，系统固件更新过程被实现。

X26系统还可通过将一个USB模块连接到一台计算机以将新程序下载到USB模块内提供的一个非挥发性存储器，来经过USB接口模块接收程序更新。然后USB模块被插入到X26系统电池插座中。X26系统将会把USB模块识别为提供一个USB重编程功能，并且将会实现与以上所述的经由电池模块的X26系统重编程相同的序列。

图23和24中示意性示出的高电压组合件(HVA)根据一个约3伏特至约6伏特的输入提供一个约50000伏特的输出。为了在微处理器故障或锁住的情况下，提供最大安全性，避免误扣动板机，并且最小化X26系统可激活或保持激活的危险，从微处理器(图22)到HVA(图23A和23B(或24))的“使能(ENABLE)”信号已被特别编码。

为了启用HVA，微处理器必须输出一个500Hz方波，其幅度为约2.5伏特至约6伏特，占空因数约为50％。HVA电源内的D6串联二极管对使能信号“整流”，并且利用它对电容器C6充电。电容器C6两端的电压被用于运行HVA中的脉冲宽度调制(PWM)控制器U1。

如果在约一毫秒以上的时间中使能信号变低，则几个功能操作以将PWM控制器关闭。电容器C6两端的电压将会降低到PWM不能再运行的电平，导致HVA关闭。到U1“运行(RUN)”引脚的输入必须高于阈值电平。该点的电平表示“使能”波形的时间平均(由于R1和C7)。如果使能信号变低，则电容器C7将会在约1毫秒后放电和禁用控制器。

在使能信号变高时，电阻器R3对电容器C8充电。如果C8上的充电电平超过1.23伏特，则PWM将会关闭-停止递送50000伏特输出脉冲。每次使能信号变低时，电容器C8被放电，确保在使能信号又变高并且开始对C8充电时PWM能保持“开”。任何时候只要使能信号在多于1毫秒的时间中保持为高，PWM控制器就会关断。

编码后的使能信号要求使得使能信号必须以约500Hz的频率脉动，以激活HVA。如果使能信号保持高或低电平，则PWM控制器将会关断，停止递送50000伏特输出脉冲。

X26系统高电压输出电路的配置代表了X26系统与常规现有技术眩晕枪的一个关键区别。现参见图23A和B，将会说明X26系统高电压“成形脉冲”组合件的结构和功能。开关模式电源将通过二极管D1、D2和D3对电容器C1、C2和C3充电。注意二极管D1和D2可连接到2301(T1)的相同或不同绕组，以修改输出波形。T1初级和次级绕组的比率以及GAP1、GAP2和GAP3上的火花隙电压可被配置，以使得GAP1始终将会首先击穿和开火。当GAP1开火时，2000伏特被施加到火花线圈变压器2305(T2)从引脚6到引脚5的初级绕组两端。根据两个输出电极E1和E2之间的空气隙间距，火花线圈变压器T2上从引脚1到2和从引脚3到4的次级电压将接近25000伏特。空气隙越小，在输出端E1至E2之间的空气隙击穿之前的输出电压越小，有效地钳制了输出电平。

由C1经过GAP1和T2放电而在次级电流通路中引起的电压建立起一个跨C2、GAP2、E1到E2、GAP3、C3和C1的电压。当空气隙(GAP2、E1到E2和GAP3)间的累积电压高到足以使它们击穿时，电流将开始在电路中流动，从C2到GAP2，经过输出电极E1到E2，经过GAP3，经过与C1串联的C3，返回到地。只要C1通过GAP1和T2驱动输出电流，所述输出电流将会保持负极性。因此，C2和C3中存储的电荷水平都会升高。一旦C1稍微被放电，T1将无法保持输出绕组两端(从引脚到引脚2，以及从引脚3到引脚4)的输出电压。此时，输出电流将会逆转，开始在正向流动，并将开始耗尽C2和C3上的电荷。C1的放电被称为“电弧”阶段。C2和C3的放电被称为肌肉“刺激”阶段。

由于图24所示的高电压输出线圈T2由两个单独的次级绕组组成，所述两个次级绕组在E1上产生负极性火花电压随后在E2上产生正极性火花电压，因此从电极E1或E2到主武器地所测量到的峰值电压不会超过约25000伏特，而在电源输出端E1和E2之间所测得的峰值电压将会达到约50000伏特。如果输出线圈T2只利用单个次级绕组，正如现有技术眩晕枪和本发明的其他实施例中的情况那样，则从一个输出电极(E1或E2)到主武器地的最大电压将会达到约50000伏特。由于25000伏特输出将会在建立50000伏特电弧的空气隙的一半以下的空气隙之间建立电弧，因此将峰值输出端到地的电压降低50％，从约50000伏特降到约25000伏特，会以大于2比1的比率降低此版本的X26系统的用户会被高电压输出脉冲电击的危险。对于手持眩晕枪武器，这代表了重大安全性增强。

现在参考图23和24示意图，来自HVA(T1处)的初级侧的一个反馈信号为图21的微处理器提供一种机制，用于间接确定电容器C1上的电压，从而确定X26系统电源在其脉冲开火序列内的何处操作。此反馈信号被微处理器用于控制输出脉冲重复率。

通过使微控制器在短时间内停止切换使能信号，从而抑制返回脉冲速率，以达到预设的较低的值，系统脉冲率可被控制，以产生恒定或时变的脉冲速率。预设的值可根据脉冲序列的长度来更改。例如，在警察模型中，系统可被预编程为使得单次板机扣动交替产生5秒钟长的电源激活时段。对于该5秒时段的前2秒，微处理器可被编程为将脉冲速率控制(拉回)约19脉冲每秒(PPS)，而对于5秒时段的后3秒，脉冲速率可被编程为被降低到约15PPS。如果在5秒时段过去后，操作者继续扣下板机，则X26系统可被编程为继续以15PPS放电，只要板机被扣下。或者X26系统可被编程为产生各种不同的脉冲重复率配置，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。

这种可选择的脉冲重复率配置可被应用到X26系统的平民版本，其中需要较长的激活时段。此外，较低脉冲速率将会降低电池功耗，延长电池寿命，并且可能增大医学安全因子。

为了更详细说明图21-24所示的X26系统的操作，HVA的操作周期可被划分成如图26所示的以下4个时段。在从T0到T1的第一时段中，电容器C1、C2和C3被一个、两个或三个电源充电到火花隙GAP1的击穿电压。在从T1到T2的第二时段中，GAP1切换到开，允许C1经过高电压火花变压器T2的初级绕组传递电流，引起次级电压(E1到E2之间)迅速升高。在某一点处，由C1经过初级变压器绕组放电引起的高输出电压将引起GAP2之间、E1到E2之间和GAP3之间的电压击穿。此电压击穿完成第二电路电流通路，允许输出电流流动。在T1到T2时间间隔期间，电容器C1仍在经过火花变压器T2的初级绕组传递电流。在C1放电时，它驱动充电电流到C2和C3中。在从T2到T3的第三时段，电容器C1现已大部分放电。负载电流由C2和C3提供。在T2到T3时间间隔期间，输出电流的幅度将会远低于在初始T1到T2电流输出时间间隔期间由C1经过火花变压器T2的放电产生的高得多的输出电流。在时间间隔T2到T3期间，此幅度显著降低的输出电流的持续时间可以很容易地通过适当的元件参数调整来调节，以实现所期望的目标对象的肌肉反应。在时间段T0到T3期间，微处理器测量生成单个成形波形输出脉冲所需的时间。期望的脉冲重复率被预编程到微处理器中。在T3到T4时间间隔期间，微处理器将会临时关断电源一段时间，以实现预设的脉冲重复率。由于微处理器插入可变长度的T3到T4关断时段，因此系统脉冲重复率将会独立于电池电压和电流元件变动(容差)保持恒定。微处理器控制的脉冲速率方法允许脉冲速率被软件控制，以满足不同的消费者要求。

图10的时序图示出初始的固定时序周期TA，其后是之后的持续时间较长的时序周期TB。较短的时序周期其后是较长的时序周期，这反映脉冲速率的降低。因此，要理解的是，X26系统可在持续时间固定的操作周期期间数字地更改脉冲速率。例如，对于约2秒的初始操作，约19PPS的脉冲速率可被实现，然后降低到15PPS，持续约3秒，又进一步降低到约0.1PPS，持续约1秒，然后升高到约14PPS，持续约5秒。

图23A和23B所示的实现利用了三个火花隙。只有GAP1要求精确的额定击穿电压，在此例中约为2000伏特。GAP2和GAP3只要求远高于GAP1击穿之前的时间间隔期间在它们之上引起的电压压力的额定击穿电压。GAP2和GAP3被提供完全是为了确保如果在对目标的初始电流释放期间遇到相当大的目标皮肤电阻，则肌肉激活电容器C2和C3不会在GAP1击穿之前放电。为了执行此可选的、增强的功能，只需要提供这些次级火花隙中的一个(GAP2或GAP3)。

图24示出具有显著改进的效率的高电压部分。取代如图23B的电路的情况，即通过二极管直接将T1高电压变压器输出整流为非常高的电压，变压器T1被重新配置为提供3个串联的次级绕组，其中每个绕组的设计输出电压已被限制为约1000伏特。

在图23B电路中，电容器C1被变压器绕组和二极管D1充电到约2000伏特。在图24电路中，C1是通过结合C5和C6两端的电压来充电的。被耦合以对C5和C6充电的每个T1变压器绕组被设计为将每个电容器充电到1000伏特，而不是像图23B电路中那样到2000伏特。

因为由寄生电路电容引起的损耗是变压器AC输出电压的平方的函数，所以与图23 2000伏特变压器输出电压相比，在图24 1000伏特输出电压的情况下，寄生电路电容引起的损耗降低4倍。此外，在图24实施例中，对C2充电所需的电流部分地从电容器C6得到，该电容器C6的正侧被充电到2000伏特。从而，为了将C2充电到约3000伏特，与图23B电路中的相应变压器T1绕组两端产生的3000伏特相比，变压器绕组两端的电压被降低到约1000伏特。

新颖的图23B和图24电路设计的另一个益处涉及C1到C3的交互作用。就在GAP1击穿之前，C1上的电荷约为2000伏特，而C3上的电荷约为3000伏特。在C1放电后并且输出电流被C2和C3支持时，C3两端的电压保持为约3000伏特。但是，由于现在C3的正侧处于地电平，因此C3的负端将为约-3000伏特。因此，约6000伏特的差电压已被产生在C2的正端和C3的负端之间。在C1放电后C2和C3放电的时间间隔期间，T2输出绕组只充当导体。

X26系统板机位置被微处理器读取，该微处理器可被编程为响应于额外板机扣动延长操作周期的持续时间。每次板机被扣动时，微处理器感测该事件，并且激活固定时段的操作周期。在枪被激活后，X26手柄背面上的中央信息显示(CID)指示X26系统还会保持激活多久。X26系统激活时段可被预设，以产生固定操作时间，例如约5秒。或者激活时段可被编程，以响应于额外、顺序的板机扣动，按增量延长。每次当板机被扣动时，CID读数将更新倒计时定时器到新的、更长的超时。增加的板机特征可允许使用X26系统的平民对攻击性强的攻击者启动多个板机扣动，以在延长的时段中激活枪，使得用户能够将枪放在地上并且离开。

为了保护警官免受眩晕枪滥用的指责，X26系统可提供内部非挥发性存储器，该存储器被设置在旁，用于在每次武器被开火时，记录时间、放电持续时间、内部温度和电池水平。

眩晕枪时钟时间始终保持设置为GMT。当用USB接口模块下载系统数据到计算机时，可提供从GMT到本地时间的翻译。在显示的数据日志上，GMT和本地时间都可被示出。无论何时只要系统时钟被重置或重新编程，一个单独的条目将被会产生在系统日志中，以记录这种变化。

对于本领域的技术人员将会显而易见的是，所公开的电子致失能设备可以按许多方式来修改，并且可采取除以上具体陈述和描述的优选形式外的许多实施例。因此，所附的权利要求书旨在覆盖本发明的所有这种落在本发明的真实精神和范围内的修改。

Claims

1.一种电子致失能装置，用于与至少一个提供电极一起使用以导通经过一个目标的电流，以在该目标的骨胳肌中产生收缩以阻止所述目标运动，所述装置包括：

升压变压器，具有初级绕组和次级绕组；

第一电路，包括所述初级绕组和第一电容器，所述第一电容器具有跨所述第一电容器两端的第一电压；以及

串联电路，包括第二电容器和所述变压器的所述次级绕组，所述第二电容器具有跨所述第二电容器两端的第二电压；其中

在用所述电极操作时，所述变压器初始施加一个幅度大于所述第一电压和所述第二电压的电压到所述电极上，所述电极与所述串联电路相串联，并且所述电流初始响应于所述第一电容器的放电以及继续响应于所述第一电容器和所述第二电容器的放电。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电容器具有高于所述第二电容器的电容。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电容器具有约0.07微法的电容。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述第二电容器具有约0.01微法的电容。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电容器与所述第二电容器的电容之比约为7。

6.如权利要求1所述的装置，其中

所述电流包括脉冲；以及

用于在所述脉冲期间通过放电释放的存储在所述第一电容器上的能量与存储在所述第二电容器上的能量之和约为0.16焦耳。

7.如权利要求1所述的装置，其中用于对所述第一电容器放电的第一持续时间小于用于对所述第二电容器放电的第二持续时间。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述第一持续时间约为1.5微秒。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述第二持续时间约为50微秒。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电路还包括开关，所述开关在第一时间段期间是断开的，在第二时间段期间是闭合的，其中所述第一电容器在所述第一时间段期间充电，在所述第二时间段期间放电。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述第一时间段期间响应于所述第一电压达到一个预定幅值而结束。

12.如权利要求10所述的装置，其中所述开关包括一个火花隙。

13.如权利要求1所述的装置，其中所述串联电路还包括开关，所述开关在第一时间段期间是断开的，在第二时间段期间是闭合的，其中所述第二电容器在所述第一时间段期间充电，在所述第二时间段期间放电。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述第一时间段期间响应于所述第一电压达到一个预定幅值而结束。

15.如权利要求13所述的装置，其中所述开关包括一个火花隙。

16.如权利要求1所述的装置，其中：

所述第一电路还包括第一火花隙，所述第一火花隙具有第一击穿电压；

所述串联电路还包括第二火花隙，所述第二火花隙具有第二击穿电压；以及

所述第二击穿电压大于所述第一击穿电压。

17.如权利要求1所述的装置，还用于与第二提供的电极一起使用，其中所述变压器还包括第二次级绕组，所述第二次级绕组在操作中耦合到所述第二电极。

18.一种用于在目标的骨胳肌中产生收缩以阻止所述目标运动的设备，该设备与至少一个提供电极一起使用以导通经过所述目标的电流，该设备包括：

电源；

第一电路，其耦合所述电源至所述电极以用于导通经过所述目标的电流，所述第一电路具有第一输出阻抗；以及

第二电路，其耦合所述电源至所述电极以用于导通经过所述目标的电流，所述第二电路具有不同于所述第一输出阻抗的第二输出阻抗。

19.根据权利要求18的设备，其中所述第一电路包括开关。

20.根据权利要求19的设备，其中所述开关导通以传导所述电流。

21.根据权利要求20的设备，其中所述电源包括电容器，以及所述开关响应于所述电容器的充电而开始导通。

22.根据权利要求18的设备，其中

所述设备还包括变压器，所述变压器把所述电源耦合到所述电极，所述变压器包括初级绕组和次级绕组；

所述第一电路包括所述初级绕组；以及

所示第二电路包括所述次级绕组。

23.根据权利要求22的设备，其中所述变压器具有用于升压的绕组比。

24.根据权利要求18的设备，其中所述电源包括电容器，以及所述电流响应于所述电容器的放电。

25.根据权利要求18的设备，其中

所述电源包括第一电容器和第二电容器；

当开始导通所述电流时，所述第一电容器具有跨所述第一电容器的第一电压；

当开始导通所述电流时，所述第二电容器具有跨所述第二电容器的第二电压；

所述第一电压的幅度基本上不同于所述第二电压的幅度。

26.根据权利要求25的设备，其中所述第一电压幅度大于所述第二电压幅度。

27.根据权利要求18的设备，其中

所述电源包括第一电容器和第二电容器；

所述第一电路至少耦合所述第一电容器到所述目标以及所述第二电路耦合所述第二电容器到所述目标。

28.根据权利要求18的设备，其中所述第二电路在所述电极和所述目标之间的气隙开始导通所述电流之后把能量从所述电源耦合到所述目标。

29.根据权利要求28的设备，其中所述第一电路的操作使所述气隙开始导通所述电流。

30.根据权利要求18的设备，其中所述第二输出阻抗小于所述第一输出阻抗。

31.根据权利要求18的设备，其中还包括所述电极及第二电极，所述电极和第二电极用于导通电流通过所述目标。

32.根据权利要求18的设备，其中

所述第一电路耦合所述电源的第一电容器到所述目标以在第一时间段放电所述第一电容器；

所述第二电路耦合所述电源的第二电容器到所述目标以在第二时间段放电所述第二电容器；以及

所述第二时间段与所述第一时间段重叠以使所述电流继续流过所述目标。

33.一种用于阻止目标运动的设备，该设备与至少一个提供电极一起使用以导通经过所述目标的电流，该设备包括：

升压变压器，具有初级绕组和次级绕组，所述电极被耦合以从来自次级绕组的电流接收能量；

第一电容器，其通过所述初级绕组放电以提供能量给所述电流，从而所述电流在所述电极和所述目标之间串连地建立电弧；以及

第二电容器，其通过所述次级绕组放电以提供能量给通过所述建立的电弧的所述电流；

第一火花隙，串联在所述第一电容器和所述初级绕组之间；以及

第二火花隙，串联在所述第二电容器和所述次级绕组之间，其导通以放电所述第二电容器；其中

所述第二火花隙的击穿电压大于所述第一火花隙的击穿电压；以及

所述电流在目标的骨胳肌中产生收缩以阻止所述目标运动。

34.根据权利要求33的设备，其中所述第一火花隙的击穿电压约为2000伏特。

35.根据权利要求33的设备，其中所述第二火花隙的击穿电压约为3000伏特。

36.一种用于阻止目标运动的设备，该设备与第一提供电极和第二提供电极一起使用，所述第一提供电极和第二提供电极用于导通经过所述目标的电流，该设备包括：

升压变压器，具有初级绕组、第一次级绕组及第二次级绕组，所述第一电极被耦合以从来自第一次级绕组的电流接收能量，所述第二电极被耦合以从来自第二次级绕组的电流接收能量；

第一电容器，其通过所述初级绕组放电以提供能量给所述电流，从而所述电流在所述第一和第二电极至少之一和所述目标之间串连地建立电弧；以及

第二电容器，其通过所述第一次级绕组放电以提供能量给通过所述建立的电弧的所述电流；其中

所述第一电容器放电第一时间段；

所述第二电容器放电大于所述第一时间段的第二时间段；以及

所述电流在目标的骨胳肌中产生收缩以阻止所述目标运动。

37.根据权利要求36的设备，其中所述第一时间段约1.5微秒。

38.根据权利要求36的设备，其中所述第一时间段约50微秒。

39.根据权利要求36的设备，其中所述第二时间段与第一时间段的比约为33。

40.根据权利要求36的设备，其中

第一电容器通过所述初级绕组放电第一数量的能量；

第二电容器通过所述次级绕组放电小于所述第一数量的第二数量的能量。

41.根据权利要求40的设备，其中所述第一数量小于或约为0.28焦耳。

42.根据权利要求40的设备，其中所述第二数量小于或约为0.04焦耳。

43.根据权利要求40的设备，其中所述第一数量与第二数量之比约为7。

44.根据权利要求36的设备，其中所述第一电容器小于或约0.14微法。

45.根据权利要求36的设备，其中所述第二电容器小于或约0.02微法。

46.一种由电子致失能装置执行的方法，用于通过第一电极和第二电极阻止所述目标运动，其中每个电极都放置在目标上或目标附件，所述方法包括：

充电具有第一电压的第一电容器以及充电第二电容器；

测量所述第一电压并当所述第一电压超过一阈值时耦合所述第一电容器到电压培增器；

通过所述电压培增器放电所述第一电容器，以在所述第一电极和第二电极上产生倍增后的电压；

在存在于所述至少一个电极和所述目标之间的空气隙之间生成减小阻抗的离子化通道，以在所述第一和第二电极之间建立电流并通过所述目标；以及

响应于所述减小的阻抗，耦合所述第二电容器到所述第一电极和第二电极至少之一以通过所述减小阻抗的离子化通道放电所述第二电容器，以维持通过所述目标的电流。

47.根据权利要求46的方法，其中通过火花隙实现测量。

48.根据权利要求46的方法，其中当第一电容器和第二电容器被充电到基本相同的电压幅度时完成充电。

49.根据权利要求46的方法，其中

第一电容器具有第一幅度的电容；

第二电容器具有第二幅度的电容；以及

所述第一幅度基本超过所述第二幅度。

50.根据权利要求46的方法，其中所述电压倍增器包括升压变压器，其具有初级绕组和次级绕组，其中来自所述第一电容器的放电电流通过所述初级绕组。

51.根据权利要求46的方法，其中所述倍增的电压基本超过所述电压阈值。

52.根据权利要求46的方法，其中

所述第一电容器放电第一时间段；

所述第二电容器放电第二时间段；以及

所述第一时间段基本上小于第二时间段。

53.根据权利要求46的方法，其中耦合所述第一电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电压阈值的第一击穿电压。

54.一种用于阻止目标运动的设备，该设备与第一提供电极和第二提供电极一起使用，所述第一提供电极和第二提供电极用于导通经过所述目标的电流，该设备包括：

所述第一电容器放电第一时间段；

所述电流在目标的骨胳肌中产生收缩以阻止所述目标运动。

55.根据权利要求54的设备，其中所述第一时间段约1.5微秒。

56.根据权利要求54的设备，其中所述第一时间段约50微秒。

57.根据权利要求54的设备，其中所述第二时间段与第一时间段的比约为33。

58.根据权利要求54的设备，还包括串联在所述第二电容器和所述第一次级绕组的开关，其导通以放电所述第二电容器。

59.根据权利要求58的设备，其中所述开关响应于所述第一电容器通过所述初级绕组放电而闭合。

60.根据权利要求58的设备，其中所述开关响应于所述次级绕组的电压而闭合。

61.根据权利要求54的设备，还包括串联在所述第二电容器和所述次级绕组之间的第一火花隙，其导通以放电所述第二电容器。

62.根据权利要求54的设备，还包括电压激活开关，串联在所述第二电容器和所述次级绕组之间，其操作以放电所述第二电容器，其中所述激活电压大于所述第二电容器上的电压。

63.根据权利要求54的设备，其中

第一电容器通过所述初级绕组放电第一数量的能量；

第二电容器通过所述第一次级绕组放电小于所述第一数量的第二数量的能量。

64.根据权利要求63的设备，其中所述第一数量小于或约为0.28焦耳。

65.根据权利要求63的设备，其中所述第二数量小于或约为0.04焦耳。

66.根据权利要求63的设备，其中所述第一数量与第二数量之比约为7。

67.根据权利要求54的设备，其中所述第一电容器小于或约0.14微法。

68.根据权利要求54的设备，其中所述第二电容器小于或约0.02微法。