Способ дозированного отпуска электрической энергии потребителю

 

Изобретение относится к измерениям электрических и магнитных величин . Цель изобретения - повышение точности дозирования при различных режимах энергопотребления. Установку лимита расхода энергии осуществляют подачей электрического импульса на полупроводниковую структуру, вызывающего ее необратимый термоэлектрический пробой и проплавление тела кристалла перемычкой и электродного сплава. При этом , где Т время рассасывания перемычки; S площадь поперечного сечения перемычки , К - коэффициент, примерно равный 5-7; 1 - ток, протекающий через прибор. Затем измеряют остаточное сопротивление полупроводниковой структуры, трансформированной в дозатор электрической энергии, и ( последовательно включают его с нагрузкой потребителя. 5 ил. сл tc О5 со о 4;аь ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1269045 А1 (51) 4 G О1 R 22/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

04(г1

Ои

0bO

0,48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3827391/24-21 (22) 20.12.84 (46) 07. 11.86. Бюл. Ф 41 (72) А ° Н.Камышный (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1018161, кл. G 01 R 22/00, 1982.

Руководство по эксплуатации МСП

2Р-1-00,00.000РЭ "Чайка-3", 1980, (54) СПОСОБ ДОЗИРОБАННОГО ОТПУСКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОТРЕБИТЕЛЮ (57) Изобретение относится к измерениям электрических и магнитных ве— личин. Цель изобретения — повышение точности дозирования при различных режимах энергопотребления. Установку лимита расхода энергии осуществляют подачей электрического импульса на полупроводниковую структуру, вызы— вающего ее необратимый термоэлектрический пробой и проплавление тела кристалла перемычкой и электродного сплава, При этом T=S /К I, где Т г время рассасывания перемычки; S площадь поперечного сечения перемычки, К вЂ” коэффициент, примерно равный 5-7; I — т ок, пр отекающий через прибор. Затем измеряют остаточное сопротивление полупроводниковой структуры, трансформированной в дозатор электрической энергии, и последовательно включают его с на.грузкой потребителя. 5 ил.

1269045

Изобретение относится к измерениям электрических и магнитных величин, решает задачу дозированного отпуска электрической энергии и преД— назначается для использования в необслуживаемых или редко обслуживаемых объектах, когда традиционные способы и устройства, регламентирующие отпуск электрической энергии, неприменимы по техническим или органи заци о иным причина м.

Цель изобретения — повышение эффективности одноразового дозирования электроэнергии в труднодоступных условиях при различных режимах энергои отр ебле ния .

На фиг. 1 показана зависимость остаточного сопротивления проплавленной электродным сплавом полупроводниковой структуры от амплитуды импульса, сформировавшего металлическую перемычку в теле кристалла (пунктирной линией показан доверительный интервал величины остаточного сопротивления, построенный для надежности 0,9); на фиг. 2 — изменение остаточного сопротивления трансформированной полупроводниковой структуры, вып ол ня ющей функции доз ат ора, на блюдаемое по мере прохождения через дозатор электрической энергии, расхо— дуемой на нагрузке, на фиг. 3 — полупроводниковый диод в исходном состоянии, поперечное сечение, на фиг,4— полупроводниковый диод, трансформированный в короткозамкнутое состояние образовавшейся в теле кристалла металлической перемычкой, т,е. структура прибора, под "îòîâëåííîãî к выполнению функций дозатора электроэнергии, поперечное сечение; на фи г. 5 полупров одниковый диод, выполняющий функции дозатора электрической энергии, с разрушенной токопроводящей перемычкой, поперечное сечение.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: амплитуда I импульса тока (A), сформировавшего металлическую перемычку в теле кристалла (импульс экспоненциальный — разряд конденсатора), остаточное сопротивление

R„, трансформированной полупроводниковой структуры (мОм); величина энергии w, прошедшей через структуру дозатора и выделившаяся на нагрузке (МВт ч);на фиг.3-5 — база 1 прибора (монокристалл германия или кремния); Р- !переход 2; электродные навески 3 и 4 из

30 операции способа в исходную полупро35 водниковую структуру записывается

55

I0

20 легкоплавкого сплава, внутренние токоотводы 5 и 6 прибора (электроды), канал 7 проплавления кристалла электродным сплавом (перемычка), нормиро ванный на рассасывание (разрушение) установленной дозой электроэнергии, выделившейся на нагрузке; свободное пространство 8 (непроводящая зона), образовавшееся в результате рассасывания (разрушения) перемычки.

Способ осуществляют следующим образом.

На полупроводниковую структуру приборного типа, например диод (фиг. 3), реализованный на монокристалле 1, содержащий p -n-переход 2, электродные навески .3 и 4 и токоот —. воды 5 и 6, подают электрический импульс, вызьлзающий его необратимый термоэлектрический пробой и проплавление тела кристалла 1 электродным сплавом одной из навесок 3 или 4. В результате злектропереноса материала навесок 3 или 4 образуется перемыч ка 7, обладающая мет аллич е ской проводимостью.

Амплитуда формирующего импульса должна быть достаточна для образования перемычки 7, дозированной на последующее ее рассасывание вплоть до полного разрыва электрической цепи установленным лимитом энергопотребления. В процессе выполнения первой команда, опр еделяющая дозу электроэнергии, выделяемой потребителю для расходования.

Конкретный режим реализации первой операции способа выбирают по данным диаграммы (фиг. 1) 1<„„ =

= r(id, предварительно построенной для каждого типономинала полупроводниковых. приборов, трансформируемых в дозаторы электрической энергии.

Затеи измеряют остаточное сопротивление В.„„ полупроводниковой структуры, трансформированной в одноразовый дозатор электрической энергии в процессе первой операции способа.

Тем самым убеждаются в том, что в полупроводниковой структуре сформирована перемычка 7, нормированная на заданное энергопотребление.

Полупроводниковую структуру с образовавшейся в теле кристалла металлической перемычкой 7 (фиг. 4), нормированной на последующее ее рас1269045

0,48 сасывание установленным лимитом электроэнергии, включают электродами 5 и 6 последовательно с нагрузкой в качестве дозатора расхода электроэнергии. S

В результате рассасывания перемычки 7 током потребления (электроперенос осуществляется постоянным током обратного направления сравнительно с током сформировавшим пере- 10 ьычку) ее целостность нарушается возникновением в одном из ее сечений непроводящей зоны 8 (фиг. 5) .

Выбор структуры, нормированной на заданный расход электроэнергии, 15 осуществляют с помощью набора зависимостей типа (фиг. 2) ч=й(RocT ), построенных для кажцого типономинала полупроводниковых приборов, используемых для реализации способа. 20

Работоспособность и эффективность способа опробованы на транзисторах

П-210, ГТ-806, ГТ-109 и др. Дозирование осуществляется в, цепи постоянного тока. 25

Технический эффект от вредрения предлагаемого способа определяется возможностью более эффективногG использования дозирования в условиях, недоступных для выполнения ручных операций отключения потребителя, допустившего перерасход энергии, а также в условиях жестких ограничений на массогабаритные и другие эксплуатационные характеристики дозирующих устройств.

Формула изобретения

Способ дозированного отпуска электрической энергии потребителю, основанный на установке заданного лимита потребления электрической энергии и на отключении потребителя после израсходования этого лимита, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности одноразового дозирования в труднодоступных условиях, установку лимита расхода энергии осуществляют путем пробоя

P- -перехода полупроводниковой струк туры, пропускания через пробитый переход электрического тока, величина которого определяет диаметр перемычки, получаемой после пробоя, измерения ее остаточного сопротивления . и включения указанной структуры в разрыв контролируемой цепи.

В

Составитель А, Старостина

Редактор О.Головач Техред Л.Сердюкова Корректор M.немчик

Заказ 6030/47 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д . 4 /5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4