Моточное изделие
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскил
Социалистических
Республик рн817757 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290579 (21) 2772589/24-07 с присоединением заявки Hо— (23) Приоритет.—
Опубликовано З(10З81.бюллетень N912
Р1)М. Кл, Н 01 С 3/00
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий (53) УДКб 21. 315 (088 ° 8) .
Дата опубликования описания 300381
И. И. Гришанов, В. И. Заборовский, A.Ì. Иойшер,: ЮСР.>. =.,"; тт
Б.П.Котрубенко и Ш.Д.Ланда
1,:g ! ÐÕII)1
Кишиневский научно-исследовательский инст тут 11$)iH@ злектроприборостроения Научно-пронзводственйЬГо= обьедннения Мнкропровод (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МОТОЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ
Изобретение относится к электронной и вычислительной технике, в частности к их элементной базе, — моточным изделиям из микропровода.
Применение маточных изделий сопро- > вождается значительным перегревом при работе под нагрузкой, что .приводит к изменению их эксплуатационных характеристик н сокращению срока службы, 10
С целью снижения температуры на- грева и достижения равномерной тепловой. нагрузки обмстки изделий используются различные технические приемы. 15
Известны моточные устройства, в которых с целью повышения надежности и. стабильности электрических характеристик, профиль обмотки имеет форму .треугольника, а поверхность каркаса 2Р выполнена в форме конуса (1l.
Однако внутренние слои обмоток этих устройств нагреваются гораздо сильнее, чем внешние, вследствие худших условий охлаждення,что приво- 25 дит к снижению термостабильности и срока службы этих иэделий.
Наиболее близким техническим решением к известному изобретению яв- ляется моточное изделие, выполненное 3Q в виде постоянного проволочного резистора с обмоткой иэ литого микропровода в стеклянной изоляции и токовыводами, в котором с целью повышения удельной мощности и термостойкости намотка произведена на металлический каркас, обеспечивающий отвод тепла от непосредственно прилегающих к нему частей обмотки 12).
Однако и в этом устройстве температура центральной части провода обмотки значительно выше, чем у концевых ее частей.
Цель изобретения — повьваение удель-. ной мощности н термостойкости мсточного иэделия.
Укаэанная цель достигается тем, что в моточном изделии, содержащем каркас из теплопроводного материала, . многослойную обмотку иэ литого микропровода в стеклянной изоляции и токовыводы с контактными узлами, жила микройровода выполнена с переменным поперечньвю сечением, возрастающим по мере удаления от наружного и прилегающего к каркасу слоев обмотки, причем изменение площади поперечного сечения жилы микропровода по толщине обмотки может быть выполнено по параболическому закону, в соответствии
817757 с которым, максимум площади поперечного сечения жилы расположен на расстоянии от каркаса, равном 15-30% толщины обмотки.
На фиг„1 показана конструкция предлагаемого моточного изделия; на фиг.21 графики распределения температур по толщине обмотки предлагаемого маточного изделия и известного моточного иэделия.
На цилиндрический керамический (или металлический изолированный от обмотки) каркас 1 с торцовыми щечками 2 намотана многослойная обмотка
3 из литого микропровода в стеклян ной изоляции. Начало и конец отрезка микропровода,.составляющего.обмот- 15 ку, электрически присоединены в контактных узлах 4 к токовыводам.
С наружной стороны обмотка покрыта изоляционным защитным слоем 5.
Площадь поперечного сечения жилы щ микропровода в обмотке (фиг.1) имеет максимум в слое, расположенном на расстоянии от каркаса, равном
15-303 толщины всей обмотки.
При прохождении тока через обмотки известных моточных изделий с постоянной площадью поперечного сечения жилы провода, последняя разогревается, причем в слоях обмотки, прилегающих к каркасу и йаружному слою обмотки, температура разогрева ниже, за счет лучших условий ох лаждения, чем во внутренних слоях.
В результате проведения экспериментов установлено, что максимальный перегрев обмотки высокоомных ре- З5 зисторов из микропровода в стеклянной изоляции, намотанной на керамический каркас при мощности рассеяния
0 15-0,25 Вт, имеет место на удалении от каркаса 15-30% толщины обмотки и составляет 50-70Ъ. Для моточных изделий с металлическим каркасом максимум перегрева обмотки расположен несколько дальше от каркаса.
В исследованном случае температура в обмотке описывается суперпоэи цией сложных функций Ханкеля и функции вероятностей. Однако приближенно это распределение температур можно описать параболическим законом. B предлагаемом моточном изделии .изменение площади поперечного сечени я жилы микропровода по толщине обмотки выполнено по параболическому закону 55
Я=Я„„-k (х-xo ), (1)
° где S — текущее значение площади поперечного сечения жилы микропровода, мкм ;
S — максимальное значение щ
Л СИ площади поперечного сечения жилы микропровода, мкм эмпирический коэффициент (при обмотке на керамическом каркасе с числом слоев не менее ста величина лежит в пределах 20-35, в зависимости от теплофизических параметров каркаса и микропровода);
x — текущее значение координаты точки на оси, нормальной и поверхности каркаса, и отсчитываемой от этой поверхности в направлении к внешнему слою обI мотки, мм: хо — расстояние от поверхности каркаса до слоя микропровода, в котором достигнуто максимальное значение площади поперечного сечения мм
Обычно для керамических каркасов величина х 0,15 до 0,30 толщины обмотки. Формула (1) применима при значениях 0 Изменение площади поперечного сечения жилы микропровода выполненное в соответствии с формулой (1), примерно соответствует изменению температуры перегрева по толщине обмотки. Изменение диаметра жилы микропровода в этом случае определяется иэ формулы (1) и имеет вид тох О i (2) где 4 <„- максимальный диаметр жилы микропровода, мкм; Значение d „ также подбирается экспериментально. Обычно величина отношения д. ma» Й зло При таком выполнении жилы микропровода в обмотке перегрев внутренних слоев обмотки моточного изделия существенно снижается, что повышает термостабильность изделия и позволяет повысить удельную мощность, рассеиваемую в обмотке, если величина допустимого перегрева обмотки такая же как в известных изделиях. Предлагаемая конструкция моточного иэделия проверена при изготовлении микропроволочного резистора с номинальным сопротивлением 100 мОм. Резистор содержит цилиндрический керамический каркас с торцовыми щечками 2. Диаметр каркаса 3 мм. Обмотка 3 рядовая, спиральная, количество слоев 170, толщина обмотки 2,6 мм. Максимальный диаметр жилы микропровода Й„, „расположен в 28-30 слоях обмоткй, считая от каркаса, и равен 12,0+0,2 мм. Толщина изоляции примерно одинаковая по всей длине микропровода и равняется 5,5 + 0,5 мкм. Минимальный диаметр жилы микропровода 8 „„равен 2,5 мкм у наружных слоев обмотки. В прилегающем к каркасу слое 817757 мкм (3) 5 dt C 50 мм фиа 2 Составитель Е.Зиновьев Редактор Е.Кинив Техред Н.Майорош Корректор Г Назарова Заказ 1476/67 Тираж 784 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 обмотки диаметр микропровода равен 11,0+0,2 мкм. Распределение диаметра жилы микропровода по толщине обмотки приближенно описывается соотношением Как показали расчеты и замеры, изменение сопротивления в зависимости от электрической нагрузки., максимальный перегрев обмотки резисто- )g ра t при мощности рассеяния 0,25 Вт не превышает 30 С,то есть снижается о примерно в два раза. При этом распределение температуры по толщине обмотки выравнивается (фиг.2, кривая A) . В результате значительно увели" чивается срок службы резистора, повышается временная стабильность его параметров, что позволяет расширить ат диапазон рабочих темпер ур При допущении. температурм перегрева, такой же как для известных резисторов (т.е. 58 C), рассеиваемая мощность на резисторе может быть уве- . личена до 0,4 Вт. 25 Формула изобретения 1. Моточное изделие, содержащее каркас из теплопроводного материала многослойную обмотку из литого микропровода в стеклянной изоляции и токовыводы с контактными узлами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения термостойкости и удельной мощности, жила микропровода выполнена с поперечным сечением, возрастающим по .мере удаления от наружного и прилегающего к каркасу слоев обмотки. 2. Изделие по п.1., о т л и ч аю щ е е с я тем, что площадь поперечного сечения жилы микропровода по толщине обмотки выполнено изменя-. ющимся по параболическому закону, причем жила с максимальным сечением расположена от каркаса на расстоянии равном 15-ЗОЪ толщины обмотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР .Р 3500052, кл. Н 01 С 3/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР Р 369634, кл. Н 01 С 3/00, 1975.
