[kiwaho]

近年來，諾貝爾獎評選的畫風漸變。

藍色發光二極管即藍光LED竟然中了"炸藥獎"，發明者自己沒想到，一貫善於預測的人沒想到，科學社區沒想到，大家都炸懵了！

顯然，海選的范圍不再局限於高大上玄的科學了，技術，尤其是關鍵實用技術，也入了至尊評委們的法眼。

若是這個趨勢延續下去，我嘀咕下一個當之無愧的技術應該是：開關電源！

想想看，若是沒有開關電源的誕生，當今全球幾十億人口，用於維持基本生活品質的電子小玩意，還有滲透到社會每個層面的信息科技，所有這些成果根本是不可能實現的。

還真別跟我抬杠：“線性電源也能頂上啊”。我的回答：肯定不行的。

廉價消費電子或許不會受太大影響。上世紀常見的拳頭般大電源，配套CD隨身聽的那種，就是傳統的線性穩壓電源。裡面就一個硅鋼片碼出的方正變壓器，次級接個線性穩壓集成電路7805或7809或7812，再並聯一個大電解電容就OK了。

但電腦要是用線性電源，那就沒法活了。電路板要用的5VDC，動輒大幾十安培，12V也是幾十安培，穩壓精度要求又特別高，就算做出能湊合用的產品，下面這些不爽將徹底無法忍受：

1、僅電源模塊可能就貴過其它所有；

2、沉甸甸的，挪動一下就費老鼻子勁；

3、散熱片大得像幾塊磚頭，裡面的大風扇噪音擾的你沒心情用電腦了；

4、電壓不穩的地區，這台電腦可能根本沒法運轉，除非額外投資一台價值不菲，且仍然很沉重的交流穩壓電源。

沉重的體量和經濟負擔，還想從娃娃抓起，讓電腦普及？門都沒有！

現代開關電源支撐的互聯網數據中心，是這樣的架勢：



換成線性電源？恐怕以國家的實力也無法搞成！

沒有開關電源，奢談什麼人工智能、通訊5G/6G前沿科技？統統扯淡！

沒有開關電源，你想上網來跟我抬杠、附和或者怒懟我的觀點？還是寫信交給郵遞員吧！

開關電源的大規模商用，節省下來天量級別的硅鋼片、銅導線和鋁散熱片，這間接地保護了人類賴以生存的環境，同時帶旺了關聯產業鏈，尤其功率MOS、IGBT器件，電源專用集成電路，以及眾多廠商，如Maxium公司等。

今天，你若擁有自己年年升值的房子，別忘了默默感謝一聲開關電源的發明人，因為那些節省下來的海量鋼銅鋁，或許埋入混泥土，大部分流入了房地產建築領域！

夠了，所有證據指向這個結論：沒有開關電源，現在的世界比蒸汽機時代，雖說強是強些，但決不會強到哪去。

所以說，開關電源的發明，比藍光LED的發明，其對人類福祉的重要意義，超出不止一個數量級。

網上搜了一下，捋出下面一些信息：

雖然早在1836年就萌發了雛形，但直到1948年晶體管誕生，也就始終停留在這個無甚價值的雛形。科學發展史也有自身規律可循，顯然，晶體管自身的商業化也需要足夠時間才行。

這不？說那時，那時快。經歷12年的生肖輪回，隨著晶體管產業的逐漸成熟，終於在1960年，第一個初具商業價值的開關電源發明出來了，發明者是美國通用汽車公司的 Joseph E Murphy 和 Francis J Starzec。

如果現今這兩人至少有一人在世的話，我強烈推薦授之下一個諾貝爾獎！

這也算是我的感恩吧，因為：

我最近的發明靈感源自於這兩個先驅之啟迪

不過，我不是那種重復發明輪子的人，而是采用類比電源的創新，搞出了開關式液源。

其實電源和液源本質上並無二致，只不過電路裡跑的是電子，而液路跑的是液體，如液壓油等。它們內部的物理公式都是可以一一對映的，例如：功率 = 電壓 x 電流 = 壓力 x 流量，等等。

具體零部件也是可以一一對映的：

電阻器 <==> 液阻器

二極管 <==> 單向閥

開關三極管 <==> 電磁閥

電容器 <==> 液容儲能器

電感器 <==> 液流軟管線圈

開關電源一定不能缺少電感器，只有它才能將低電壓升至高電壓，而且大家都認為這是電磁感應的功勞。至於變壓器，本質上是兩個電感器共磁芯耦合而成。下圖展示的電腦電源中，稍具一點科普知識的人，都可識別出電感器和變壓器。



正是因為開關電源對輸入電壓的寬范圍適應能力，例如USB的5V充電器，若執意設計的話，完全可適應3V至300V的輸入變化，且交直流不限，從而使得那些電壓供應不穩的地區，或者從220V的國家，攜機去120V的國家，所有這些應用場合，都不會受到影響。

從類比角度看，開關液源似乎也須有軟管“感應”管圈，才能提升液體壓力。這難不倒聰明的人類，生活經驗早就昭示：簡單至一根直水管，也能“感應”出高水壓，那就是水錘效應。

若平時沒注意，讀完此文不妨在家裡試一試，突然快速關斷水龍頭，看看是否水管裡是否發出顯著的撞擊聲。注意喲，試驗風險自負：關得太急，有可能水管爆裂啊，若質量不過關的話。

所以說，水往低處流不是絕對的，設計一個巧妙的機關，也是可以讓水往高處流的，正如3V電池能升至12V。

瞧瞧，市面上還有水錘泵賣呢：



也別把這玩藝想得那麼了不得。其實，只要搞懂先人們搞出的成熟開關電源模塊，照貓畫虎，零件一一對映替換，就是一台不錯的開關液源，不限制尺寸就行。

這種“山寨”也沒有必要那麼惟妙惟肖，因為電路裡面很多零件，在液路環境下是多余的，尤其液路振蕩器的頻率很低，低至亞赫茲也有可能，那些高頻濾波等零件就可省去。這就大大簡化了設計，只是整體個頭仍然顯得龐大。

滑稽地倒回去想想，沒准那個電磁感應效應，會不會就是簡單的“電子錘效應”呢。嘿嘿，不能想多了，否則就民科啦。

當然，利用水錘或油錘效應一定要大尺度才行，要做出商品化的范式，可搬來搬去的開關液源，還得另辟奇徑，這恰恰是咱自主知識產權的硬核技術所在，恕我暫時不便詳細透露，等專利出版後，再慢慢道來。

資源擁有方，諸如車廠、天使投資人、風險資本啥的，如果有意助推此技術，可以提前隨時來信，索取詳細技術方案以便評估，恕我暫時只有全英文版本。

下面這張類比示意圖，很棒地表述了電流和液流。



談到電源，指明交流AC或直流DC再正常不過；液源呢？我們似乎默認了都是“直流”，例如大家看到的水泵，總是固定將水從一端搬到另一端，沒見過水在裡面雙向振蕩的。

但任何DC-DC的轉換，中間一定要存在交流狀態，即實際上是DC-AC-DC，或者說先DC-AC逆變，再AC-DC整流，因為唯有交流才能感應變壓。前面提到的水錘泵產品，其實裡面是存在“交流AC水流”的。

變壓器的初級與次級是可以隔離的，當然也可連在一起接地，前者稱為“冷板”，後者“熱板”。若是沒有隔離的話，手碰到熱板可能會有觸電的危險。

液路也有等價的“接地”和“隔離”概念，前者指連通大氣的液箱，或者表明初級液回路用的液體，與次級所用液體，既允許“井水不犯河水”，例如輸入側用水，輸出側用油；又可“共飲一江水”，即兩邊合用一個液箱“接地”。大功率開關液源，肯定要用液壓油作工質，一般初次兩側共用油箱，除非有特殊要求。

我的這一重大發明，必將像開關電源的誕生一樣，開啟人類液壓能源應用的新時代！

往小的說，你甚至可將家裡的自來水的能量，轉換成300個大氣壓的液壓油流，掀起栽重卡車的翻斗，雖然這樣做大無必要，也不合算，因為自來水的價格比從中“偷”出來的動能要貴得多，且還要配套大口徑水管，因為水的壓力低，必然要流量大，才能維持液壓DC-DC轉換器輸出相若的功率。

往大的說，有些配電站，沒准將來要變成“配液站”，通過鋪設的液壓管基礎設施，將高壓液壓油的能量，傳送至特定小區。用戶可把家裡的電馬達，換成液馬達；要電的話，再用液壓馬達帶一個廉價小發電機就夠了。因為液壓穩定供應，所以發電機不需要那麼復雜。特別適用於各類馬達用的特別多的地方，通常電力服務這類環境，需要補償功率因素，如軍營、雷達陣地、作戰部、工廠生產線等。下面是我的構思草圖：



一百年前，兩個人間天才特斯拉和愛迪生，發動了那個著名的交直流未來走向之輿論戰，最終特斯拉主張的交流輸電完勝，我們至今仍在享用這一勝利成果。

那麼，高壓液流輸能，是否將來也有一場類似的交直流之爭的惡戰呢？在對手尚未冒泡之前，我先把主張撂這裡：直流液壓輸能略顯優勢。

交流系統對長距離輸送有利，方便各類再生能源並網後跨網段大范圍分享，例如太陽能電機可以驅動往復式液缸，將相位同步後，饋入液流網絡，缺點是相位同步較麻煩。直流系統的再生能源並網最簡單，但只能被所在直流側的其它局部用戶分享，缺點是無法大范圍分享。

特殊性在於，液流輸能不像電力輸能有跨越千山萬水的遠大理想，且液交流頻率的統一還得扯皮很長時間，再則管線長到不那麼長的一定程度後，液壓降已不可接受，故而微格域（microgrid）內直流優勢是顯然的。

上面這些，姑且當作我的詩、遠方和情懷，雖然技術上我已經把它盤熟了。若真有第一個敢“吃螃蟹”的，現在就“端上桌”也沒啥問題。

當然，眼前最具價值的應用，當屬我前幾篇文章勁推的新型車用動力總成，小至轎車，大至火車，皆可找到其逞能之地，且本能地具有再生制動功能，無級變速更是應有之義。



很多人想到純電動車，既可不要變速箱，也可自帶再生刹車功能，因為同一件東西，發電機和電動機在特定條件下可互換角色。

既然電流與液流都是“流類”一伙的，基本屬性雷同，那麼理論上，液源動力也可不要變速箱，且天然地自帶再生刹車功能，因為液壓泵和液馬達也能互換角色。

實際上，可以是可以，但僅能停留在要求不高的場合，還需要打一些補丁才能成大器。例如液力變矩器，本身就是一個低端的變速箱（鼓），為何自動波的車還要串聯一個專業變速箱呢？因為前者只能適應較低速度范圍內的變速。同理，低檔電動車可以不要變速箱，但高檔的還是需要，如特斯拉正在中試的5秒左右可起步到滿速的跑車版。

最後，衷心期待開關電源的發明，載入諾貝爾獎的光榮史冊。我嘀咕，你嘀咕，他嘀咕，大家都嘀咕，也許這事就成了！

參考文獻：

[size=18]1、Switched-mode power supply
https://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply[/size]

[b][size=18]2、第一個基於晶體管的開關電源專利：http://kiwaho.com/bu
[/b][/size]

[size=18]3、水往高處流? - 水錘泵產品的運行視頻，內部水流DC-AC逆變頻率約0.5至1Hz http://kiwaho.com/bt[/size]

[size=18]4、Hydraulic ram en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram[/size]

[b][size=18]5、藍光LED為什麼能獲得今年的諾貝爾物理學獎？kiwaho.com/bv [/b][/size]

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[kiwaho]

閥門飽和壓降為零，不像硅基開關管飽和壓降0.7V，大功率時需要散熱。

液壓系統的損耗，基本用來升溫液壓油，但液缸或其它金屬容器，是很好的天然散熱體。

[kiwaho]

為何是通用汽車的人，先發明這個東西呢？

因為，那時的汽車點火器還很老土，用周期性電觸點開合點火線圈來產生3000V以上的高壓。可靠性較差，常常打不著火，就得拆開用砂布礳去氧化層。

[kiwaho]

精美的石頭會唱歌，優美的文字能感人。

普通人沒資格推薦諾獎候選人，只有那些既往諾獎得主以及學術大牛才行。我的呼吁經過一陣發酵，慢慢感化了大牛們，某些人來信打聽我提到的那兩位史詩級發明人的下落，因為諾獎只能授予活人，且10月份開獎日期臨近，錯過就要拖到明年。

其實我也不知道他們的現狀，特向此文的廣大讀者打聽，如果你知道的話，不妨PM我。謝謝！

[kiwaho]

楊振寧有資格推薦，不知尊敬的他老人家最近幾年推薦了誰。嘿，別好奇啦，絕密，50年後才能得知。

[rainfly]

樓主那溪流發電機的推廣進行的如何了?
雖然你的發明很民科,但對你的執著鑽研精神點贊
不知道你和著名的"藍莓牛奶桶蘑菇哥"的關系,你們兩個挺相似的,鑽研,執著,耐心,數年如一日的忽悠!
加西網友最終事業有成,只能是你們兩個(以忽悠到錢為標准)!

以前有個"龍蝦大餐哥"後來被訴訟,但已經算成功了(以忽悠到錢為標准)!

[kiwaho]

rainfly 寫道:

樓主那溪流發電機的推廣進行的如何了? 雖然你的發明很民科,但對你的執著鑽研精神點贊 不知道你和著名的"藍莓牛奶桶蘑菇哥"的關系,你們兩個挺相似的,鑽研,執著,耐心,數年如一日的忽悠! 加西網友最終事業有成,只能是你們兩個(以忽悠到錢為標准)! 以前有個"龍蝦大餐哥"後來被訴訟,但已經算成功了(以忽悠到錢為標准)!

錢不是萬能的，沒錢也是萬萬不能的。
財務自由了，咱也不能歇著。這不？咱開辦了正宗的民科實驗室，既不去唐吉坷德般挑戰相對論，也不忽悠啥子永動機，專搞接地氣的東西和科普，因為實在不忍心看著地球，被平庸的官科折磨得到處都是二氧化碳！

官科會讓你等到臨死一刻，也沒機會開具有再生制動功能的汽油車，除非你買純電或混動的車。你就忍受吧，反正你也習慣了卡鉗碟刹。
他們會找出各種借口說他們很努力，但技術太復雜，實在沒轍，大伙兒就將就吧。

很討厭有人把我錯當牛奶桶。這裡面到底是啥梗呢？

[kiwaho]

“以忽悠到錢為標准”太low了！

誰要缺錢但真想做點開創性事情的，可以找我商量，反正將來遲早也是裸捐的，遲散不如早散，趁現在能精准判斷到底啥事值得一做。

[kiwaho]

誰有牛奶桶的經典好帖子鏈接，發過來給我研習拜讀。

[newday]

加西網談裸捐的真是前無古人 後無來者。
研究項目時有龍蝦嗎？