Конденсатор переменной емкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетсиик

Социалистических

Республик

Гс

Е f

Ч !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2804.75 (21) 2129278/18 — 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 0506.78. Бюллетень № 21

Гаетдеретееннын номнтет

Снеетн йтнннатрее 666Р не делам ннейретеннн н отнрмтнй (53) УДК 621. 319.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 150578 (72) %вторы изобретения

Б.A. Вигман, E.A. Кривешко и А.В. Палем (7l) Заявитель (54) КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ

Так как температура диэлектрика зависит от температуры окружающей среды, то колебания последней в процессе работы также вызывает колебания емкости конденсатора.

Цель изобретения — расширение диапазона изменения емкости и уменьшение влияния колебаний температуры -a достигается тем, что в конденсатор переменной емкости, между плоскими сторонами обкладок которого расположен термочувствительный диэлектрик, введен элемент Пельтье, одна из сторон которого является обкладкой конденсатора, причем между элементом Пельтье и обкладкой конденсатора расположена прокладка из окиси бериллия, металлизированная с одной стороны и при- мыкающая неметаллизированной стороной к стороне элемента Пельтье.

l5

На фиг. 1.изображен конденсатор переменной емкости, имеющий, как минимум, две обкладки 1 и 2, между которыми помещен диэлектрик 3, диэлектрическая проницаемость которого зависит от температуры, причем обкладка 1, на которую нанесен диэлектрик, одновременно является одной из сторон

1 элемента Пельтье — термобатареи 4 °

Изобретение относится к полупро I водниковым приборам, изменяющим свои электрические параметры при воздействии управляющего сигнала, в частности, к электрическим конденсаторам переменной емкости, изменяющим свою емкость при воздействии внешнего сигнала.

Известен конденсатор переменной емкости, для изменения емкости которого необходим электрический нагрев одной из пластин. Находящийся между пластинами диэлектрик, нагреваясь, изменяет диэлектрическую проницаемость (1) .

К недостаткам этого конденсатора следует отнести незначительный предел изменения емкости. При температуре окружающей среды, близкой к предель- к0 но допустимой температуре работы диэлектрика, управляющую пластину можно нагревать на небольшую величину относительно окружающей среды, что, в свою очередь, влечет за собой неэна- 25 чительное изменение емкости конден:сатбра. Изменение температуры диэлек,трика в невключенном состоянии вызывает дрейф начального значения емкости. ..30 ф l

)у „

"1т

"2 -.--"... (51) М. Кл.

Н 01 (3 7/04

610197

Иногосекционный конденсатор (фиг.4) работает следующим образом.

При подаче питания на термобатарею 4 на соответствующих р- rl переходах полупроводниковых элементов 15 батареи поглощается .(выделяется) тепло

Пельтье, что вызывает охлаждение (нагрев) части полупроводниковых элементов

:и коммутационных пластин 12. В результате диэлектрик 16, нанесенный на эту часть полупроводникового элемента 15, .охлаждается (нагревается), что вызывает изменение его диэлектрической проницаемости и емкости конденсатора.

Секции многосекционного конденсатора переменной емкости коммутируются

1 через проводники, выполненные методом печатного монтажа, при помощи коммуКаждая из обкладок конденсатора имеет выводы 5 и 6 в виде навесного монтажа. На фиг. 2 представлен конденсатор переменной емкости, у которого для расширения рабочих значений получаемых, 5 емкостей обе обкладки 1 и 7 термобатареи 4 одновременно являются пластинами двух секций конденсатора, причем диэлектрик 3, нанесенный на холодную обкладку 1 термобатареи, имеет положительную, а диэлектрик 8, нанесенный на горячую сторону обкладки 7, имеет отрицательную зависимость коэффициента диэлектрической проницаемости оТ температуры; каждая из обкладок конденсатора имеет отдельный внешний вывод. (5, 6, 9 и 10) в виде навесного монтажа.

Для того чтобы колебания температуры окружающей среды меньше влияли на работу устройства, а также для обеспечения устойчивости к ударным и вибрационным нагрузкам, конденсатор помещен в корпус 11 из жесткого теплоизоляционного материала, например пенополиуретана.

На фиг. 3 представлен вариант гальванической развязки коммутационных пластин полупроводниковых элементов 12 элемента 4 и обкладок конденсатора, например, обкладки 1, уста- З новкой между ними электроизояяционной прокладки 13 высокой теплопроводности, например, из окиси бериллия, на которую нанесен слой металлизации 14.

На фиг. 4 представлен вариант исполнения многосекционного конденсатора переменной емкости. У .него как минимум на два полупроводниковых элемента 15 термобатареи по периметру на длине, имеющей температуру, равную тем- 4о пературе коммутационных пластин 12 термобатареи, и примыкающей к соответствующему торцу полупроводникового элемента, ненесен термочувствительиый диэлектрик 16, на котором выполнена 45 пластина конденсатора 17, например, методом металлизации. Второй пластиной конденсатора служит поверхность полупроводникового элемента 15, а электрические выводы устройства. выполнены 50 в виде печатного монтажа 18 между коммутационными пластинами 12.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1).

При подаче питающего напряжения соответствующей величины и полярности на термобатарев 4, сторона последней, являющаяся одновременно одной из обкладок 1 конденсатора, охлаждается и охлаждает нанесенный на нее диэлектрик 3, которнй в зависимости от сте- пени охлаждения изменяет свою диэлектрическую проницаемость, что приводит к изменению емкости конденсатора. Электрический сигиал с конденсатора снимается при помощи выводов 5 и 6. 65, У конденсатора с расширенным диапазоном рабочих значений получаемых ем-. костей при работе термообатареи 4 диэлектрик 3, нанесенный на холодную сторону термобатареи, охлаждается, а диэлектрик 8, нанесенный на горячую сторону термобатареи, нагревается, но, так как диэлектрики 3. и 8 имеют. различные по знакам зависимости изменения емкости от температуры, емкость обеих секций конденсатора изменяет свою величину в одну сторону (увеличивает или уменьшает— в зависимости от полярности питающего термобатарею напряжения) °

С целью обеспечения грубой и точной регулировки емкости конденсатора, термоэлектрическая батарея, являющаяся управляющим элементом устройства, выполнена в виде секций с отдельными электрическими выводами, Для коммутации секций термобатареи, соответствующей достижению необходимой глубины охлаждения холодной стороны термобатареи (или нагре» ву горячей стороны), т.е. изменению емкости конденсатора, использует- ся коммутационное устройство, напри.— . мер электронный ключ с количеством выходов, соответствующим количеству секций.

Соответствующие секции термобатареи подключаются к источнику питания с помощью электронного ключа при подаче на вход последнего управляющего напряжения.

При работе термобатареи возникает постоянное электрическое поле вдоль полупроводниковых элементов и коммутационных пластин. Для уменьшения влияния этого поля на точность работы конденсатора секции термобатареи включены бифилярно, т.е. параллельно расположенные секции в батарее коммутируются так, что направление тока питания этих секций имеет противоположное направление. Возникающие при этом электрические поля имеют противоположные направления и взаимно уничтожаются.

610197

Формула изобретения

3 4

Puz. -2

Риг. Ю

Составитель П. Лягин

Редактор Б. Федотов Техреду.Богдан Корректор >. Лакида

Заказ 3022/42 Тираж 960 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5 с с с сш l

Филиал ППп Патент, г. ужгород, ул. проектная, 4 тационного устройства, например элек тромагнитных реле.

Использсвание изобретения позволяет при сохранении габаритов устройст- .5 ва в несколько раэ расширить диапазон рабочих значений емкости конденсатора, повысить его устойчивость к воздействию ударных и вибрационных нагрузок, расширить диапазон рабочих тем- р ператур окружающей среды, а также по-. высить точность настройки. Кроме того., предлагаемый конденсатор имеет возможность изменять емкость по требуемому закону как во времени, так и по величине.

Данная конструкция конденсатора переменной емкости является серийноспособной, позволяет максимально механизи-20 ровать производство и снизить себестоимость изготовления приблизительно вдвое.

1. Конденсатор переменной емкости, между плоскими сторонами обкла-. док которого расположен термочувствительный диэлектрик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения емкости и уменьшения влияния колебаний температуры, в него введен элемент Пельтье, одна из сторон которого является обкладкой конденсатора.

2. Конденсатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем,,что между элементом Пельтье и обкладкой конденсатора расположена прокладка из.окиси бериллия, металлизированная с одной стороны и примыкающая неметаллиэированной стороной к стороне элемента

Пельтье.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент CDIA 9 3257607, кл. 323-

93, 1968.