第五章:脉冲能量激发系统特斯拉开关不会就此止步。尼古拉?特斯拉向世界介绍了交流电（“AC”），但后来他从AC转到极短促、尖锐的直流（“DC”）脉冲。他发现通过调节这些高压脉冲的频率和持续时间，他能产生一系列取自环境的效应——加热、冷却、照明等。要注意的重要一点是脉冲是直接从本地环境汲取能源的。撇开特斯拉的实验过程中使用的先进的设备，而转到特斯拉的看起来简单的4-电池开关，我们发现了尖锐的电压脉冲从环境中汲取自由能的同一操作背景。考虑一下静电喷雾器公司（ElectrodyneCorp）的为期三年测试的电路（展示在《自由能装置和系统手册,1986》，"TheManualofFree-EnergyDevicesandSystems"）：
请注意，当几年前我共享此电路图时，有人告诉我二极管显示反了，因此我显示的那些二极管是不正确的。上图是静电喷雾器公司的图，是正确的。本设备所用的开关是机械装置，其中有六个开关，而在任何时候三个是开，三个是关。静电喷雾器公司员工呈示的电路图如下：
其开关如下：
建议这个看起来简单的电路要有一个电感负载，最好是电机，但要考虑其结果是测试时间相当长。如果开关速率和开关质量足够高标准，则给负荷的供电可能是无限期的。使用的电池是普通铅酸电池，而经过三年的测试后，电池似乎仍处于完好状态。他们的测试显示了一些非常有趣的东西。如果电路被关闭，电池放电至较低电平，那么当电路再次接通，电池恢复到满电不用一分钟。尽管充电率非常高，电池也不会发热。如果关闭电路并从电池汲取大电流，那么就会发热，这是很正常的电池放电。该系统可用于照明、热水器、电视机、小电机和30马力的电动马达。如果电路运行时不受干扰，那么每个电池充电将高达近36伏，没有明显的不良影响。控制电路的开发是为了防止这种过度充电。这当然是很容易做到，因为所需要的只是安排一个继电器跨接一个电池，当电池电压达到某个被认为是令人满意的最大电压时，断开与电路的连接。这些测试结果显示了引人注目的电池充电和电池性能，完全超出与普通铅酸蓄电池相关的正常范围。它们被伺入极短促、极尖锐的脉冲，就象前两个系统一样？看起来好像并没有，但另一件从静电喷雾器公司传来的非常有趣的信息是，如果转换速率低于100赫兹（即一秒钟切换100次），电路就不会正常工作。静电喷雾器开关是通过安装在一个小电机轴上的三个圆盘进行机械完成的。另外一个由静电喷雾器公司测试人员做的详细报告说，如果开关速度超过每秒800次，是“危险的”，但遗憾的是，他们没有说为什么或如何是危险的。这显然不是一个关于电池的主要问题，因为据报道，经过三年的试验，它们依然外形良好，因此绝对没有爆炸的电池。这很可能就是一件简单的事，即每一个电池上的电压上升得如此之高，超过了电路组件的电压规格，或负载通电，这是一种明显的可能性。这可能是超过每秒800个脉冲，充电产生的过度冷却对电池不太好。人们普遍接受这种性质的电路正常地工作，开关必须非常突然，非常有效。大多数人都立即急于使用固态开关，而不是使用静电喷雾器公司那样的机械开关。“半导体闸流管”或“SCR”或许适用于此，但一个PCP116光电隔离器的急剧切换激励一个IRF540场效应管驱动器是是令人印象深刻的，而如果你喜欢，一个TC4420场效应管驱动器可以代替光电隔离器。或许是在开关导通和关闭后使之略为滞后，可证明非常有效。如上所示，静电喷雾器公司员工用了三个同一的圆盘安装在一个电机的轴上。这使得接触电刷可以安在圆盘相对的两侧。当然，有许多可以替换的结构，总有要求说明我如何愿意选择去制做这种机械开关类型。采用机械继电器的通常想法不太实际。首先，对于这种电路，继电器在建议的切换速度上有困难。其次，对接触寿命而言，两百万和只有每秒100次的切换速度，继电器在运行两个星期的运行后将达到其预期寿命，这不是一个非常实用的选择。我们的目的是要有一个简单的构造，可以产生电机运行的几个切换，易于调整的三组开关的两个独立的定时套件（一套为开时，另一套关闭），一个可以拆开、然后再组装而不会改变定时的构造，和一个直接的电子连接。显然，结构需要用的组件是容易得到的成品，而理想情况下，只需要简单的手工工具施工。这个推荐的结构允许为启动第一套开关和启动第二套开关的所做的定时调整。还应该可以在两套开关之间采用一个短的间隔。这种特殊设计是假定有个间隙在每个运行的开关之间可能是有益的。开关触点是刚性臂，通过弹簧拉向旋转鼓。触点接触鼓可以是不同的类型，而显示的这一个是特别方便的黄铜或铜凸头螺钉或螺栓，因为它允许用标准焊锡小片做连接开关的钢丝连接点，而钢丝跨接到一个通常的电螺旋接线器，所有这些都可以看到。我建议四个螺旋连接器应用作为一个区组，因为这样当钢丝被绷紧后可令其能够被两个螺钉拧紧固定而停止转动。筒型开关内应无需任何导电嵌入而使之在旋转方向上特别宽敞。一种实用的施工方法或许是：
显示的接触臂是成对互相关联的。如果它们保持各自独立，并且每个臂使用一根弹簧，而不是如上图所示一根弹簧两个臂，则可以允许较低的施工精度。我强烈建议开关鼓要坚实，而且黄铜或铜插件具有相当厚度，有把握键入鼓中。插入件表面应非常温和轻柔落下与鼓表面精确对准，或许非常小心地使用一把小锉，或者如果你足够幸运，你也可以用车床。所有开关臂的支点长度可以是两端带锁紧螺帽的螺纹棒的长度。当鼓正在旋转时，开关臂几乎没有移动，所以开关臂里的穿螺纹棒的孔无需非常精确。话虽如此，必须明白，三套开关的每一个开关必须在同一时间开启和关闭，因而弹簧支承臂上的触点必须在筒形开关内完全相同的时间里滑上和滑离导电片。该图显示了环绕着鼓圆周的八个均匀间隔的位置上是三个导电插件。有多少绕着鼓并不重要，尽管建议给出了每旋转一周是八个。如果您选择用不同数目，要记住下面鼓臂的定位就会不同。你要安排使之一组导电片刚离去而另一组滑上其导电片上。两组开关不能同时是开，因为那会使电池短路，这恐怕不是一个好主意。??稍微移动垫板来调整定时，通过松开四个紧固螺丝，滑动垫板并重新拧紧螺丝。当然，这样做时是在鼓停止转动时。六个开关臂一套的每一个都要求在滑动触点（显示为螺栓头）和支点孔间的臂长是绝对同一的。每个嵌入到鼓中的导电片需要精确对准，且宽度相同，否则开关动作将参差不齐而不能适当同步。支承开关臂的可以是带了开槽的单个块，也可以是所示的数个标准矩形焊接和粘合或螺栓拧紧在一起的简单结构。与非导电部分相比，导电片数量的不等意味着在每一个开关对的开与关之间将有一个正时间隙。尽管如此，电池开关将要求有一个50%的工作周期。开关顺序将是：开/关/暂停，开/关/暂停，开/关/暂停……而那很可能是一个可取的配置，因为具有脉间延迟可以作为电池充电非常好的配置。但是，请不要以为这里描述的特斯拉开关是一个“即插即用”装置，你可以导通它，而它会给你的上述那种输出，因为那是绝对并非如此。你要明白特斯拉开关作为一个长期的发展项目，具有很高的潜力。如果你使用带手动开关的特斯拉开关电路，并在开关转换前运行每个阶段许多分钟，它会给四倍的更佳性能，相比于断开并联电池而运行负载。这可不是特斯拉开关的一切。尽管事实上特斯拉开关迎合了一大批人，但它是属于比较难于运行的设备之一。如果反向导通二极管以使它们可以由每个电池伺入电流，那么运行无疑将是COP<1，但会比无开关运行的电路好许多。据我所知，只有约翰?贝迪尼实现了第二种方法。这里的电路是相同的，但非常仔细地调节电路元件和连接导线以产生电路共振。当共振产生后，虽然只有很少甚或根本就没有多余的能量提供给辊和其它设备，但电路却变成自维持电路了。第三种方法是由美国的静电喷雾器公司的员工做了三年多的开发和测试。在这一型号里，二极管是反转的，而仅伺入尖峰电压返回到电池，通过二极管，一般相信这个方向是不允许电流流过。这是一个非常不同的运作形式，负载功率从本地环境流入电路。电池需要长时间的运行来“适应”这种方式，因为电路里应用的“冷电”与电池使用至今的“热电”是相反的。这个长时间的调节周期通常足以使一般建造者放弃并相信那种电路是不行的。在尝试复制斯坦迈耶的“水燃料电池”时，戴夫?劳顿面临完全相同的这一类问题。它呈现出“死机”状态并且整整一个月的测试期里没有任何产出，然后它突然活了过来，在几乎没有电输入下产生大量的布朗混合气体（氢氧混合气体）。没有非凡的耐心，戴夫永远也不会成功。我相信这同样适用于特斯拉开关，当二极管正确连接时，阻塞来自电池的电流流过---在系统突然活跃前可能需要长期和耐心的测试。一个实验者不相信二极管能够有可能那样反向工作，测试了那个配置并发现，尽管理论如此，实践上，反向偏压二极管居然递送极尖锐的电压尖峰给电池，所以效果很可能像一个约翰?贝迪尼的电池脉冲电路的顺利而有效的版本。??有趣的是，这似乎确认了运行的特斯拉开关的充电电位，特别是如果在两组开关运行之间有一个短暂的休止期。这里是电路的一个电晶体版本：
??这里，六个2N3055晶体管（或更合适的型号TIP3055）由六个音频变压器（可能是美国RadioShack零售商的＃273-1380变压器）接通和断开。8欧姆变压器初级绕组串联连接，并由方波发生器通过大电容驱动。这个电路在上面的电路图中以红色显示。当方波为正时，变压器1、2和3的初级绕组由正向偏压二极管加载，它将跨过它们的电压限制为最大约0.7伏，而当开关导通时保持其短暂运行。其它三个变压器4、5和6以二极管跨接其定位的初级绕组去阻挡正压，因此其晶体管保持截止。??当方波发生器的输出电压变为负时，情况相反，而变压器4、5和6短暂导通，而变压器1、2和3保持断开。跨接初级绕组上的二极管是1N4148二极管，它有着极快的切换时间，对这类电路来说是非常重要的。其它的二极管是1N1183，额定值为50伏和40安培。机械开关似乎工作很不错，但如果我们决定尝试使用电子线路，那么我们需要获得精确的50%的间隔比来应用于开关电路，因此以下风格的电路的可能在位置“A”用了多匝的预设电阻器：
这里，通过调节一个非常宽波段的脉冲间隔设置，频率没有受到明显影响。来自脚3的输出需要去驱动一个非常灵敏的开关组合，如用TC4420场效应驱动器连接到IRF540场效应晶体管。电路或许是这样的：
这种电路可以调节脉冲间隔比而不改变频率，也可以调节频率而不必以任何方式改变脉冲间隔设置。在特斯拉开关电路中，三个开关要在开的位置上，另三个开关在关的位置上，因此我们将通过使用上面的标准的NE555定时器，以调节其脉冲间隔比（即不同的开到关的比率）来配置。我们将使用这种电路去激励六个光电隔离器，按要求打开和关闭三组六个晶体管。要取得所需的非常高的开关速度，需要用到PCP116光电隔离器，虽然很难找到，而我们所有的努力都是为了提高开关速度。可变电阻器有多种类型。也许最好使用预设的类型，因为它们很容易调整并保持其设置非常可靠。而且，当找到了正确的设置时，则元件将会永久留在该位置上。一些通常的类型是：
有的是在顶部而有的是在一侧调节。所有都可以直接安装在带板或印刷电路板上用来构建电路。然而，问题是决定电流的流动方向，并提供相应的固态元件，因为特斯拉开关电路几乎可以肯定不会与传统的电子设计一起运行。如果你要反转本节第一个电路图所示的二极管，则电路将保持稳定的COP<1，尽管有些人操控的一种运行证实了超过了用电池直接为负载供电的32倍。本节前两个图所示的二极管，从环境汲取能源使电路运行，而那个运行在电路里是一种完全不同的方式。有趣的是，要注意，在1989年美国专利4829225授予尤里?坡达拉詹斯基（YuryPodrazhansky）和菲利普?波普（PhillipPopp），他们的证据是，如果以特定的脉冲，电池充电要好得多，且有更长的寿命。其公式是，电池应给予一个强有力的充电脉冲，持续时间的周期在四分之一秒到二秒之间，这个脉冲即电池的安培小时率（电池容量）。那就是，一个85安培小时率的电池，充电是85安培。那个脉冲之后是同样的放电脉冲，或甚至是更大的电流，但仅仅维持了2%到5%充电脉冲时间。脉冲重复，那两种脉冲跟着的是脉冲休止期。使用这种方法时，他们报出了下面的经验范例：
有趣的是，这似乎证实了特斯拉开关的操作风格的充电潜力，尤其是如果在两套开关运行之间有一个短暂的搁置时间。??这种开关电路还有另一个版本。这种版本使用更多的二极管，而这些二极管如果是锗类型的，会好很多，尽管事实上大功率锗二极管越来越难找。配置如下：
（旧版补遗供参考）
??尼古拉·特斯拉向世界引入了交流电，但后来他从交流转向极短的、尖锐的、脉冲直流电。他发现，通过调节这些高压脉冲的频率和周期，他可以产生一系列汲取自环境的效应——加热、制冷、照明等。要注意的要点是，脉冲是直接从当时环境中提取能量的。把特斯拉在这些实验中使用的先进设备放在一边不论，而转向特斯看来简单的4-电池开关，我们发现了同样汲取环境自由能的尖锐电压脉冲的背景运行。
??参考一下静电喷雾器公司的三年周期的电路测试（《自由能源设备和系统手册》，1986，第1卷）：
??这个看上去简单的电路需要有一个感性负载，最好是一个电动机，但此外还要考虑很长周期测试的后果。如果开关速率和开关质量足够高标准，则负载可以无限供电。
??所用的电池是普通的铅酸电池，而经过三年的测试，电池似乎处于完美状态。他们的测试揭示了一些非常有趣的东西。如果电路被切断而电池放电至一个低电平，则当电路再次接通，电池在一分钟内恢复到满充。由于没有充电电路连接到系统，对电池充电的能量必定是从电路外部流入电池（和负载）的。与贝迪尼脉冲式电池充电器电路的相似性立即映入脑海，特别是尽管充电速率很高，但电池并未发热。如果电路被切断而从电池中抽出大量电流，则会产生热量，这对于电池放电是很正常的。系统运行照明、加热器、电视机、小型电机和30马力的电动机。如果不受干扰，随着电路的运行，则每个电池将充电近36伏特，没有明显的不良影响。开发了控制电路来防止这种过度充电。
??这里我们有惊人的电池的充电和性能，超出这些普通的铅酸电池的相关正常范围。它们是否像前面的两个系统被馈给极短、极尖锐的脉冲？看起来好像不是，但静电喷雾器公司的另一非常有趣的信息是，如果开关速率小于100赫兹（即在一秒内切换100次），电路将不能正常运行。通过安装在小型电动机的轴上的三个盘，机械地完成静电喷雾器公司开关。压在这些旋转盘上的电刷显然可能经历了与用于电子电路的机械开关一样困扰的“开关跳动”。不是单纯、干净地从断开到导通状态的转换，而是有一系列极短的占和空电路。如果这种情况发，生在静电喷雾器公司的机械切换上，那么电路在切换瞬间就会经历非常短而尖锐的电脉冲。在效应开始出现前，开关速度必须达到每秒100次的事实确实很有趣——尽管没有任何方式的证明。
??静电喷雾器公司测试人员报告的另一个细节是，如果开关速度超过每秒800次，那是“危险的”，但不幸的是，他们没有说出为什么或如何危险。这显然不是电池的主要问题，因为据报道，经过三年的测试，电池外形良好，所以绝对不会有电池的爆炸。很可能就是简单的在每个电池上的电压升高到超过电路元件的电压规格——或者所供电的负载——这无疑是可能的。在我看来，考虑到电池的响应方式，认为由其机械系统产生短脉冲是完全合理的。如果是这样的话，那么这里是另一个系统通过尖锐的电压脉冲从环境中获取能量。
??特斯拉开关电路有些非常有趣的特征。在校学生被教育：如果灯泡跨接到电池上电流从电池通过灯泡回到电池。这个电流使灯泡被点亮，而一段时间后，电池耗尽，不再能点亮灯泡。这完全是正确的。
??然而，这种教育得到的印象是错误的。这意味着在照明灯泡完成的“功”，耗尽了电池的电，而那电池是以某种方式存储电力的——就像沙漏或者煮蛋计时器中的沙子——当它耗尽时，将不再能够点亮灯泡。顺便说一下，可以说，实际上在电站流动的电子没有一个你墙上的电源插座中流出。真实情况是电站的电子在你的本地降压变压器的一个绕组中流动，并在那里引起一个波动的磁场，导致你所在地的许多自由电子流入变压器的另一个绕组，然后流向你墙上的插座。如果你自己造成同样的磁场波动，那么在没有电力公司参与的情况下，你将获得相同的电力电平。
??有意思的是，同样的是那些学校老师会展示出正确的电路图，如下图所示：
??您会注意到，流出灯泡的1安培电流与流入灯泡的1安培电流完全相同。从灯泡流出的电流量与从灯泡流出的电流量完全相同。那么，在点亮灯泡的做功有多少电流被“用完”呢？答：没有。能源永远不会被摧毁，可能发生的最多是它从一种形式转换为另一种形式。
??那为什么电池最终不能再点亮灯泡呢？嗯，那是电池运行方式的一个特点。如果电流在一个方向上流动，则电池被充电，如果它在另一个方向上，则电池放电：
??电池耗尽，与通过灯泡的电流无关，如果灯泡离开电路，电池还会耗尽。通过使电流流过灯泡来产生光的有用“功”，不会“消耗”任何电流，更重要的是，它不“消耗”任何能量。能源不能被“用完”——它只是从一种形式转变为另一种形式。这难以理解，因为我们受到的教育是：我们必须不停地从供电公司购买能源来驱动我们的设备。错误的观念是，我们购买能源，然后在设备中“消耗”，所以我们不得不再购买更多，以保持设备运转。我们接受这个观念是因为这就是我们所受到的教育。这不是事实。
??流过灯泡的电流可以被设置为另一个电池的充电电流。它既可以点亮灯泡，又可以给另一个电池充电而无需任何额外电流：
??这里，电路像以前一样由电池1供电，但是这次电流继续对电池2充电。是的，电池1像以前一样放电，但正极侧是电池2一直在充电。最后一步是交换电池：
??现在，新充电的电池2点亮灯泡并再次为电池1充电。似乎不可能？啊，非也。尼古拉·特斯拉用他的“4-电池开关”系统做了演示，他选择使用四个相同的电池来实施这个电路：
??如此处所示用12伏电池时，跨接它的灯泡有12伏电压，与第一幅图中所示的单个电池的电压相同，因为电池1和2“串联”接线以提供24伏电压，而电池3和4被“并联”连线以给出12伏特。特斯拉开关电路用1和2交换电池，代替3和4——每秒数百次。如果连接一个简单的手动转换开关，并用它改变如上所示的电池配置，测试表明，电池可以比没有切换点灯更长时间。问题是电池没有100％的效率，所以你只能将约一半的充电电流从电池中再次收回。要让特斯拉4-电池开关运行下去，必须有外部能量流入，以抵消铅酸电池的低效率。镍镉电池效率较高，因此有时在这个电路中使用，它们可以良好运行。
??与普通铅酸电池一起使用的电池充电电路还有另外一个重要的因素，那就是所涉及的材料的特性。在这个开关电路中的充电过程是通过电子沿着连接线流入电池来进行的。电子沿电线外表面流动，的确移动得非常快。电池内主电流由电池内铅板里的带电离子携带。这些离子比电子重几十万倍。这根本就不重要，一旦离子移动，而在离子移动前的最初瞬间，进入的电子像交通堵塞的尾巴堆积起来。这种电子堆积推高电池端子上的电压，远高于普通电池电压，因此充电以以高电压、大电流脉冲开始，进入电池。
??使用标准电源供电的电池充电器时，通常不会注意到这种情况，因为在整个充电过程中开关只接通一次。在这里所示的特斯拉开关中，以及在前面所示的贝迪尼电路中，情况并非如此。电路利用了这种电子和铅离子之间的动量差，并反复利用以获得巨大的优势。该技术始终用非常短的脉冲持续时间。如果脉冲足够短，驱入接收电池的电压和电流远远大于对电路一瞥就给出的建议。这不是魔术，只是这个电路中所用材料的常识特性。
??一个不熟悉这些系统的人，第一次看到约翰·贝迪尼的许多先进的电路，可能会产生这样的印象：这些只是粗糙的、简陋构造的电路。事实远非如此。约翰经常使用机械开关，因为它提供非常尖锐的导通和关闭时间。约翰是这种电路的完全掌握者，并确切地知道他在做什么。
??静电喷雾器公司在三年的时间内测试了特斯拉4-电池电路。他们发现在那段时间结束时，电池没有出现任何异常的恶化。使用的电池是普通的铅酸电池。该系统运行照明、加热器、电视机、小型电机和30马力的电动机。如果电池运行低到一定程度，然后电路接通负载，电池的回充时间不到一分钟。快速充电期间没有经历加热。热量仅在放电循环期间产生。他们使用机械开关，并指出，低于100赫兹的电路没有太大的优势，而800赫兹以上则可能是危险的。
??他们没有提到为什么他们认为更高的转换率可能是危险的。如果我们考虑究竟发生了什么，也许我们可以弄清楚他们为什么这么说。充电情况是这样的：
??“A”时，开关闭合，将电压源（电池，充电电容器或其它）连接到铅酸电池。电子开始流下到连接线的外部。很轻，而且阻塞很小，它们确实移动得非常快（导线内的电子每小时移动几英寸，因为穿过导线很困难）。直到“B”时，当领先的电子到达电池内部的铅板时，一切顺利。这里，它们遇到一个问题，因为通过极板的电流是由铅离子携带的。铅离子可以很好地携带电流，但由于其惯性，它们需要有一个刹那才能走下去。这一刹那是关键，它打开了自由能的大门。在那一刹那，电子堆积起来，因为它们仍以很高的速度下达到导线。所以，在“C”时，它们已经积聚成了一个巨大的电子体。
??这个大电子体具有相同的效果，就像突然连接到一高得多的电压源，能够提供大得多的电流的一样。这种情况只持续极短时间，但它有三个非常重要的效应。首先，在“D”时，它驱动一个比合理预期原来的电压源大得多的电流进入电池。其次，这个高压脉冲改变了电路所处的零点能量场，引起额外的能量从外部环境流入电路。这有点像太阳能电池板中的阳光产生电流，而不是可见的阳光，能量流动对我们来说是不可见的，而且我们没有任何仪器对这种多余的能量做出反应。第三，多余的能量流入电池，对电池进行充电，比预期的要多得多，同时一些多余的能量流入负载，并为其供电，并进一步使一部分流量回到驱动电路，降低其电流消耗。
??还记得戴夫·罗顿的水燃料电池吗？嗯，戴夫也在电池上跨接了一个灯泡去提取额外的能量：
??这种额外功率汲取的一个非常有趣的特点是，当戴夫将频率调到最佳值时，电源电压保持不变，但输入电流明显下降，而灯的亮度显著增加。输入功率越少，同时输出功率越大——电路没变，那么额外功率从何而来？
??一种可能性当然是从环境中流入。所以，以回到了我们的多余能量是从环境中收集的，并且既用于给电池充电，又同时执行有用功。老话说“鱼与熊掌两者不可兼得”——只是在这种情况下不成立，因为这正是所发生的事情。电池没有由于给负载供电而耗尽，负载得到供电，而电池同时得以充电。这就是为什么以这个系统，放电的电池可以用来实际运行电机。这是因为放电电池中的极板由铅制成，这对电子流构成一个瓶颈，导致环境给电池充电的同时运行负载。这就是为什么会得到一个看起来像放电的电池看起来像一个放电的电池实际运行负载的神奇效果。顺便说一下，电池放电越多，随着环境对情况的自动调整，充电则越快，并向平板电池供应的功率越大。环境具有无限的能量可供使用。这个领域的专家约翰·贝迪尼已经用电池使电机持续运行了三年或者更长时间而永远不会耗尽，电机一直在做有用功。电池伟大？不，———环境伟大!!
??不必效果完全相同，但约瑟夫·纽曼的电机显示了同样的结果，当所有的主要因素都考虑在内时，传统教育的科学家测量了电机，“效率”最小值在400％（实际上COP=4），并可能接近800％，这对于他们来说是很不舒服的。真正困扰他的一件事是，当几乎完全放电的干电池为电机供电时，电机测得的电压约是电池电压的三倍。对于一个不了解零点能量场并把大多数系统看作是“封闭”系统的科学家来说，这是非常令人心烦意乱的，事实上，我们的宇宙中几乎没有“封闭的”系统。令人惊讶的是，纽曼电机用电脉冲运行。
??不管怎么说，先回到特斯拉4-电池开关上来。为了出现过量电子的关键积累，开关闭合必须非常突然且非常有效。晶闸管或可控硅可能适用于此，但PCP116光电隔离器的尖锐切换驱动IRF540场效应晶体管令人印象深刻，如果需要，TC4420场效应晶体管驱动器可以替代光电隔离器。似乎特斯拉4-电池开关电路以这样的方式运行——在100赫兹到800赫兹范围内切换。
??这样从环境吸收过剩能量可以通过突然切断来自原始电压源的电子流来进一步增强，同时过量的电子堆积仍然存在。这会导致多余能量突然（短促）的进一步蜂拥而来，更进一步增加电压和电流，并增加给电池充电和负载的驱动。
??如果上一个脉冲效应消失之前，如果下一个短而尖锐的脉冲施加到电池/负载组合上，则可以得到更大的效应。这可能是静电喷雾器公司人员在脉冲率超过800赫兹时遇到的情况。电池和负载不能承受电能的情况下可能没那么大，但更多的情况是他们所用组件的额定值不够高，不足以承载这种程度的功率。他们的确提到如果他们更进一步，他们发现他们的一些电路元件由于没有足够高的额定值而开始不能接通（注意输出电容器的额定在为100伏，是标称电池电压的8倍）。这几乎不是问题，考虑到他们有12伏的电池在36伏的电压下运行良好——如果他们想要的话。他们最终建成将电压保持在一个适当水平的电路。
??情况总结。特斯拉4-电池开关似乎做的是不可能的导通：
???1.捕捉从负载出来的电流，并用它来给另一个电池充电，而不是浪费它。???2.提供极短的、尖锐的和快速的开关脉冲——利用铅离子电流的动量。???3.从本地环境中吸取额外能量，同时即给电池充电，又给负载供电。
??这就排除了通过精确的开关脉冲得到两个进一步增益的可能性（主要是为了使能量更容易、更适当地处理）。所以，应该牢记的是，让这个电路有效运行的实际问题主要是非常快速、干净和及时的切换。多股的、直径非常大的、高电流额定的导线有助于吸收多余的能量进入电路。
??以下是特斯拉4-电池开关系统的切换顺序：
??正如你所看到的，这与电池1和电池2交换电池3和4的电路基本相同。但是他加入了两个电容器和一个由四个二极管组成的二极管电桥给“负载”供电，这需要感应的这个电路（变压器、电机等）。静电喷雾器公司.测试人员使用的电路是：
??请特别注意，熟悉传统电子元件的人立即会说二极管在这个电路中是错误相反的。它们没错。这不是一个传统的电路。首先，电池需要适应于使用冷电的条件（见第6章霍华德?哈莱的方法）。其次，这里用的1N1183二极管在反向偏置时突然断开，而那个脉冲非常快速地对调节后的电池进行再充电。????据报道，这个电路在电机驱动的凸轮配置上用六个导通/关闭开关效果极佳：
??如图所示，这里有三个圆盘安装在电机轴上。它们是彼此绝缘的，导电部分对齐——电刷也是如此。配置提供了一个机械开关，使得当上面的电刷一起短路时，下面的电刷是开路的。由于这个电路要求电感负载，所以机械开关系统的电机可以很好地构成负载的一部分。许多人更喜欢固态开关，而不是机械开关，所以打算设计合适的电路。需要牢记的是，极精确的50％的占/空比是必不可少的，而且可能不那么容易配置。使用机械继电器的通常想法不是很实际。首先，继电器在按照本电路建议的速度切换时遇到问题。其次，以接触寿命而言，两百万和每秒只有100次的切换速度，继电器在运行两周后将达到其预期的寿命，这不是一个很切实际的选择。
??要获得准确的50％的占/空比，可能以下类型的电路可与位置“A”中的多匝预置电阻一起使用：
??这里，通过很宽范围的占/空设置的调整，频率不会受到明显的影响。引脚3的输出需要驱动一个非常尖锐的开关组合——例如TC4420场效应驱动器连接到IRF540场效应。
??由于静电喷雾器公司人员使用的电路图有点难以理解，也许下图通过显示两种状态下的电流可能会点帮助：
??这里，电池1和2彼此连接，而电池3和4串联连接（菊花链）。这需要三个导通/关闭开关，并插入两个二极管，使得电池1的正端不是永久地连接到电池2的正端，因为在状态2中不能进行连接。
??状态2接线几乎相同，需要另外三个导通/关闭开关和两个二极管以避免电池3和4的正端子之间的永久连接。
??这里是用PCP116快速光电隔离器这样做的建议：
?
??用晶体管替换三个机械开关中的每一个——一个PNP型和两个NPN型。它们要能处理30安培，所以尽管这里没有显示，但它们可能是达林顿对，具有被驱动晶体管的附加增益提升的大功率晶体管的低增益，可能类似于2N3055/2N2222A组合。晶体管的基极电流是通过一个限制电阻来提供的，电阻由上述一个固定的12伏特的电池端子供电。开关通过一个光电隔离器控制，而三个一起切换的光电隔离器（如上所示）由一个非稳态多谐振荡器的一侧驱动。另外三个光隔离器需要为状态2执行切换，将在在状态1期间关闭，所以它们将由相同的振荡器波形的反相版本驱动。这确保了三个会打开，而三个将同时关闭。
??上面显示了状态2情况下所建议的晶体管切换。这只是尝试用最简单的可供元件进行切换，并已证明在实践中运作。
??机械转换开关可以用晶体管代替：
??和
??静电喷雾器公司的经验表明，当电池中的能量上升到可能危及正在供电的设备或电路中的元件时，可能需要辅助电路来切断额外功率。
??构成了这本电子书一部分的电子学教程，展示了可用于这种电路的设计和构造的原理。让控制电路在十四或十五伏时起作用，并当电池电压降回到12.5伏左右时再退出，可能是明智的。
??据说这个开关电路能够无限地为其负载供电。还说，如果其中一个电池完全放电——或几乎完全放电，然后把它放在四个位置中的任何一个，能在一分钟内使其返回到充满电。
??连接导线至少应有30安培的载流能力，而单个二极管和二极管桥额定为35安培50伏特。电路旨在用于铅酸电池，但它已成功用于可充电镍镉电池。电路提供大约12伏的输出，因此市电设备将使用标准商用“逆变器”来操作，它将这种该低直流电压转换为正常的市电交流电压，能够为电视机、DVD录像机等供电。
??特斯拉4-电池开关电路有各种不同的版本。其中一些显示了附加的二极管，形成一个完全对称的电路，即使负载断开，电流仍然可以继续流动，如下所示：
??我被要求解释切换是如何达到的。通常有许多不同的方法来实现任何想要的效果，而开关电路也不例外。接下来的只是一个可能的开关方式的建议，而不必以为是切换必须完成的方式。
??开关电路的主要目的切换非常快速，并且对于两个切换状态具有完全相等的“导通”时间段。由于电子元件具有制造公差，所以不可能具有完全相同值的元件，除非它们是从大量相同元件中选择出来。为了应对这种情况，并避免购买高规格元器件而花费大量金钱，我们的目标是手动调节电路，这样可以调节开关“导通”时间以得到正确的值：
??这个电路可以不改变频率而调整占空比，并且可以调整频率而不以任何方式影响占空设置。在特斯拉开关电路中，三个开关需要处在“开”的位置，另外三个开关处于“关”的位置，所以我们将使上示的普通NE555定时器电路进行配置——以其可调节的占空比（即，可变的导通到关闭比率）。我们用这个电路来驱动六个光电隔离器，它根据需要将六个晶体管按照三个一组的方式打开和关闭。为了获得所需的非常高的开关速度，应该使用PCP116光电隔离器，尽管这些隔离器很难找到，但是应尽一切努力获得它们来提高开关速度。
??特斯拉开关的一个特点是实际上它应该有一个感性负载。简言之，这意味着负载应该是一台电机或一个变压器。感性负载的需要很可能是反电动势电压，这是当电流流过负载时突然被切断产生的。所以，让我们从下面的电路开始，它以一个变压器作为负载。在这个电路中，开关1、2和3同时打开和关闭，开关4、5和6构成第二组。如果一组三个开关是开，那么第二组开关需要关。
??下面的细节显示了用4N25光电隔离器实施的初步状态，它与通常快30倍的PCP116芯片的感觉差不多。但是，电路的适应性非常窄，因为是它唯一需要改变的板子。电路选择如下：
??这里，三个机械开关中的每一个都被一个晶体管所取代——两个NPN型和一个PNP型。由于它们要能够处理30安培，初始型号使用的是达林顿对装置MJ11016用于NPN型，而MJ11015用于PNP型，因为它们额定为30安培，最小增益为1,000，允许相当低的开关电流控制电路。
??开关通过一个光电隔离器控制，而三个光电隔离器如上图所示一起切换，由一个555定时器芯片非稳态多谐振荡器的输出驱动（第12章解释了所有这一切，所以如果你不熟悉这些东西，那么现在通读一下这个章节也许是一个好主意）。另外三个光电隔离器需要为状态2执行切换，将在状态1时被关闭，所以它们将由相同的555信号的反相版驱动。这确保了任何时候都会三个打开，三个关闭。
??我们需要从定时器电路获得一个反相输出，即，当555定时器芯片低时输出高，而当555定时器芯片输出高时它低。有很多种方法可以做到这一点，但是这里显示的方法是使用晶体管的一个非常简单的方法。如果我们使用机械切换，我们会选择使用一个开关，它在打开一组触点之前会关闭另一组。我们可以通过使反相晶体管可调的导通来配置，如下所示：
???5K可变或预置电阻被放置在NE555定时器芯片的输出端。这个电阻的电压非常低，或者与电池电压相同。请记住，555芯片不能处理超过15伏的电源电压，如果超过了，就会烧坏。特斯拉开关电路应该可以用12伏电池，因为你不想电池超过14伏特。
??当5K可变电阻器上有高电压时，通过沿其轨道移动电阻器的滑块，可以选择从零到那个高电压的每个电压。在滑块从最小电压点逐渐向上移动到某个点时，晶体管导通。如果滑块移动到最高电压点，则3.3K电阻会限制电流。输出晶体管可以是BC109或2N2222型的，因为它们是高增益类型，能够轻松处理所需的微电流去驱动三个光电隔离器。
??可变电阻器种类繁多。最好是使用预置类型，因为它们非常容易调整，并且能保证其设置非常稳定。另外，找到正确的设置时，元件将永远处于该位置。一些常见的类型是：
??其中有些可以从顶部调整，另一些可以从侧面调整。所有这些都可以直接安装在用于构建电路的条状铜箔面包板或印刷电路板上。
??最初建造可以在简单的阶段完成。这是为了确保尝试半导体开关前，其布线是正确的。虽然电路没有显示出来，但如果每个电池都有保险丝这并没有什么坏处，因为电池储存相当可观的电能，如果有意外短路，容易引发火灾。由短路造成的过大电流消耗是不可见的，你先察觉到电池供电电路的燃烧气味和看到一缕烟雾。即使是用带电压和电流显示的主电源供电设备，当出现问题时，您的确仍然很容易忽略短路，因为你往往不会看电流显示。
??为了使组装和随后的调整变得简单，用了普通螺纹连接器标准条。对于初始测试，使用四极三路晶片开关。开关提供两个转换开关和一个导通开关和一个关闭开关。它还具有第三个开关位置关闭整个电路的优点。初始测试，用两个LED的低电流负载，限流电阻接线方向相反。这显示了电流的方向，并确认开关工作正常。通过省去电容器和脉冲开关，可以方便地检查布线和运行：
??带有机械旋转的4极2路开关的物理布局可以是：
??而这里用的二极管恰好是高速的，手头上的IXYS型的DSEI12-10A额定为1000伏、12安培。虽然这确实限制了初始电流容量，但没理由为为什么不能加倍或三倍去允许更高的电流。最初在测试中使用的电池是非常小的1.2安时型的，因此它们允许的电流消耗相当有限。如果这个电路不能正常立即工作，很可能是二极管接反了。在这种物理布局中，二极管的背面都朝上。
??这种特殊的制作看起来像这样：
??状态1，右侧LED点亮。
??状态2，左侧LED点亮。
??至此，这表明电池、二极管和开关连接是正确的。下一步是将其中一个状态的切换改为晶体管切换。这需要三个晶体管、三个光电隔离器和三个电阻。晶体管采用大型TO-3封装，因此将安装在基板上。小部件可以安装在一个标准的小条状铜箔面包板，10条有每条带有38个孔的：
??电阻应该有至少10伏（11.5伏至1.5伏）的压降供应给晶体管基极。如果晶体管电流为10安培，增益为1,000，则需要10毫安的电流作为进入基极的电流，所以10伏压降的电阻的值应为1K。通过光电隔离器的LED部分的电流受到330欧姆电阻器的限制，电阻器可以定位在链中任何适当的位置，因为相同的电流流过光电隔离器内部的所有LED。每组三个光电隔离器的电路图可以是：
??当三个光电隔离器第一链上电供应基极电流给三个功率晶体管时，电路的第一部分现在连接到开关。当这个部分工作正常，那么包含三个光隔离器的第一链的板被扩展，以保证三个光隔离器相同的附加链，如下所示：
??您会注意到为方便起见，物理布局被安排为使得条状铜箔面包板刚好旋转180度，而前三个光电隔离器的布线图在下一个的三个光电隔离器中再次使用。
??当从左到右翻转时，电路板的下面看起来像这样：
??并用电源晶体管连接到位，准备接收光隔离器连接：
??当它们依次上电时，光隔离器的两个链现在进行实际切换。这种扩展的简单布局使测试和检查容易，而且无需散热器给低电流测试：
??因此，随着光电隔离器的到位，开关是固态的：
??这里，当在图片的左下侧看到的一条棕色线被电池2的负端接触到时，一个LED点亮。断开导线，并用另一根导线与电池2的负极端接触，点亮另一个LED。显然，你不同时连接两根导线。在每个电池的正极引线上放一根保险丝是明智的，因为这样可以防止意外短路和防止主要的功率半导体的任何故障。
??上图中，光电板的大部分导线似乎都通过下端子块连接。情况并非如此，因为只有六根引线来自实际用于端子块的功率晶体管的基极连接的，而其它导线只是经过这个块，作为板上到达其连接点的最直接路径。
??应该强调的是，光隔离器连接不是随机的。这些不是机械开关，无论开关连接到哪个方向都无关紧要。光电元件是晶体管结，而在板中间连接到PNP晶体管的与给NPN晶体管的相反。换句话说，引脚5进入一个PNP晶体管的基极，从而将其切换到供电电池的负极侧，而引脚4进入一个NPN的基极，因为它需要连接到供电电池的正极：
??此外还要注意那些连接到六个晶体管基极的导线，应该指出的是，如果你愿意，代替两根导线从板运行到正电源给板的，另一种方法是使正线连接给实际在板上的光电隔离器的第二链，因为两条链都是由相同的电压源供电，所以现在是电池2。
??当这个阶段正常工作时，光电链的手动供电被固态开关板代替，以实现高速、可靠的切换。这个开关电路的设计有多种选项。最初为简便设计光电元件，希望光电隔离器导通和关闭速率足够快，以使整个电路按要求工作，尽管用的是4N25光电隔离器，但也能从本地环境中汲取到过剩能量。
??这看起来有点奇怪，输出晶体管的集电极似乎没有连接任何东西，而是连接到三个内置限流串联电阻的光电隔离器中的一个。通常NE555芯片的引脚3输出，直接连接到另一个光电隔离器链上，因此一个将被关闭，而另一个同时开启。定时电阻可以在3.3K到50.3K欧姆之间变化，并与220nF电容组合，在所需的频率范围内进行切换。
??从左到右翻转时，板子的底面是：
??调整占空预置电阻最初设置为其中心位置，如果电池开始产生不同的电压，则略微调整，并继续运行，目的是每一个电池的电压完全相同。电池应该是相同的寿命和相同的安时容量。
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