Конденсатор с тепловой защитой

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1>879663 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено .07.02.80 (2!) 2881877/18-21 (5l)М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

НÎI G1/»

3Ъоударотакнный KoMHTQT

СССР (23) Приоритет по делан нэооретеннй и открытий

Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 09.1 1.81 (53) УДК 621,319..4(088.8) (72) Авторы изобретения

Д.И. Биленко, В.А. Лодгауз и И.И. Лясковский

Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. Н.Г. Чернышевского (7I) Заявитель (541 КОНДЕНСАТОР С ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в качестве емкости в сильноточных цепях при необходимости своевременного отключения их участков при перегрузках, например в оконечных каскадах мощных высокочастотных генераторов.

Известен конденсатор с плавкой вставкой, содержащий две изолированные обкладки, помещенные в корпус с выводами, и плавкую вставку, состоящую из двух экзотермически сплавленных металлических частей: одна из частей присоединена к обкладке, а другая часть — к одному из выводов.

При превышении определенной температуры плавкая вставка распадается в месте сплава (П .

Недостатком такого конденсатора является однофазовость действия защитного устройства.

Известен также конденсатор с тепловой защитой, содержащий изолированные обкладки, размещенные в корпусе, два электрода и слой диэлектрика, расположенные на корпусе (2g.

При перегреве конденсатора слой диэлектрика разрушается и электроды замыкаются между собой, вызывая срабатывание управляющего элемента и размыкание участка цепи, содержащего конденсатор.

Недостатками этого конденсатора являются однофазовость действия защитного устройства и необходимость

его замены после срабатывания, хотя параметры самого конденсатора могут при перегреве не измениться.

Цель изобретения — увеличение срока службы.

Это достигается тем, что конденсатор с тепловой защитой, содержащий изолированные обкладки, размещенные в корпусе, два электрода и слой диэлектрика, расположенные на корпусе, снабжен слоем материала с обратимым термическим фазовым переходом металлполупроводник, например двуокиси ва79663 4

15

25

3 8 надия, размещенным на слое диэлектрика, причем электроды расположены на внешней поверхности слоя материала с обратимым термическим фазовым переходом металл-полупроводник и выполнены в виде гребенок, при этом зубцы одной из гребенок размещены между зубцами другой гребенки.

На чертеже представлен обший вид конденсатора с тепловой защитой.

Конденсатор содержит корпус 1, содержащий изолированные обкладки, выводы 2 обкладок, выводы 3 электродов, кожух 4, электроды 5, слой 6 материала с фазовым переходом металл-полупроводник, слой 7 диэлектрика.

В кожухе 4 размещен корпус 1, содержащий изолированные обкладки. На корпус 1 снаружи или изнутри нанесен слой диэлектрика 7, а на него — слой материала 6 с обратимым термическим фаэовым переходом металл-полупроводник, например материал на основе окислов ванадия. На слое материала с фазовым переходом металл-полупроводник размещены два электрода 5, выполненные в виде гребенок, зубцы которых вставлены друг в друга. Электроды 5 и обкладки, помещенные в. корпус 1, имеют внешние выводы 3 и 2 соответственно. Выводы 3 электродов присоединены к управляющим клеммам управляющего элемента, с выходом которого соединены выводы 2 абкладок.

Конденсатор с тепловой защитой работает следующим образом. При повышении температуры внутри корпуса 1; вызывающем повышение температуры в материале 61 например двуокиси ванадия, выше температуры фазового перехода, в слое материала 6 происходит обратимый, термический фазовый переход из полупроводникового состояния в металлическое, вызывающий закорачивание, электродов 5 и срабатывание управляющего элемента, отключающего участок цепи, содержащий конденсатор. После отключения температура внешней поверхности корпуса 1 снижается ниже температуры фазового перехода, происходит обратный переход материала

6 из металлического состояния в полупроводниковое. При этом электроды размыкаются, и происходит включение участка цепи, содержащего конденсатор. Слой . диэлектрика 7, нанесенного на корпус 1, препятствует возможному замыканию электродов через корпус.

Число зубцов электродов должно быть настолько большим, насколько л позволяет технология, так как с увеличением их числа возрастает вероятность срабатывания защиты при локальном перегреве корпуса 1, что возможно при локальном пробое. С этой же целью ширина зубцов должна быть значительно меньше, чем расстояние между ними, и область перекрытия зубцов электродов должна охватывать возможно большую поверхность. корпуса 1..

Примером конкретного выполнения конденсатора с тЕпловой защитой может служить конденсатор в цилиндрическом стеклянном корпусе, на который либо непосредственно на корпус, либо на слой диэлектрика, например полиамидного-материала, наносится слой двуокиси ванадия толщиной 0,3 -0,5мкм.

Поверх слоя двуокиси ванадия через маску наносятся два гребенчатых индиевых электрода, вставленных зубцами друг в друга. Ширина зубцов — 0,30 5 мм. Расстояние между зубцами—

3-5 мм. При внешнем диаметре корпуса конденсатора 10 см число зубцов на каждом электроде будет 50-60.

При длине каждого зубца 11-12 см

30 общее сопротивление включенных параллельно между электродами участков двуокиси ванадия, находящейся в полупроводниковом состоянии, будет 110 КОм. Управляющим элементом может в данном случае служить реле, управляющая обмотка которого соединена с гребенчатымИ электродами и питающими шинами. Участок цепи, содержащий конденсатор, подключается,к нормально замкнутому выходу реле. При нагревании пленки V02 выше температуры фазового перехода сопротивление упадет на 3-4 порядка до величины порядка 1-10 Ом. Такие изменения соп45 ротивления в управляющей цепи реле достаточны для его срабатывания.

В рабочем состоянии указанный конденсатор требует интенсивного воздушного охлаждения с тем, чтобы темпе50 ратура на поверхности корпуса не превышала +60-70 С. Превышение этой температуры указывает на возрастание потерь в конденсаторе и увеличение вероятности пробоя. Пленка Ч01

55 претерпевает обратимый термический

ФПИП в диапазоне температур +5070 С в зависимости от технологии на, несения..Таким образом, выбирая тол5 87 щину полиамидного слоя, можно устанавливать температуру на корпусе, при которой происходит отключение участка цепи, содержащего конденсатор от +50-70 С и выше.

Существующие способы нанесения материалов с фазовым переходом металл-полупроводник, в частности окислов ванадия, позволяют их наносить на поверхноСть любой формы и не только на цилиндрическую, в том числе и на пленки, например полиамидные, что позволяет испольэовать конденсаторы с произвольной формой корпуса.

Таким образом, применение предлагаемого конденсатора с тепловой защитой позволяет не только защитить блок от перегрузок, связанных с пробоем конденсатора, но и сохранить устройство в целом, при перегреве и этим обеспечить возможность его многоразового использования.

Формула изобретения

Конденсатор с тепловой защитой, содержащий изолированные обкладки, 9663 6 размещенные в корпусе, два электрода и слой диэлектрика, расположенные иа корпусе, отличаюшийся тем, что, с целью увеличения срока службы, он снабжен слоем материала с обратимым термическим фазовым переходом металл-полупроводник, например двуокиси ванадия, размещенным на слое диэлектрика, причем

10 электроды расположены на внешнай поверхности слоя материала с обратимым термическим фазовым переходом металлполупроводник и выполнены в виде гребенок, при этом зубцы одной из гребенок размещены между зубцами другой гребенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1

1. Патент США N 4107758, кл. 361-275, 1979.

2. Заявка ФРГ 9 2650468, кл. Н Ol G 1/11, 1979 (прототип), 879663

Составитель А. Салынский

Редактор Г, Петрова Техред И, Асталош Корректор М. Пожо

Заказ 9731/23 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Конденсатор с тепловой защитой Конденсатор с тепловой защитой Конденсатор с тепловой защитой Конденсатор с тепловой защитой 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным импульсным силовым конденсаторам

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к области электротехники и электроники, может быть использовано в устройствах электропитания, в частности в резервированных фильтрах цепей электропитания электронной аппаратуры, в устройствах накопления электроэнергии. Блок конденсаторов содержит конденсаторы, подключенные первыми выводами к шинам питания, и высокоомные резисторы, в него введены маломощные низкоомные резисторы, подключенные первыми выводами ко второму выводу каждого из конденсаторов и соединенные своими вторыми выводами с общей шиной питания, при этом первые выводы высокоомных резисторов подключены ко вторым выводам конденсаторов, а вторые выводы высокоомных резисторов образуют контрольную шину блока конденсаторов. Высокоомные резисторы имеют разные номиналы сопротивления. Высокоомные резисторы, подключенные первыми выводами ко вторым выводам конденсаторов, первые выводы которых подключены к шинам питания с разной полярностью или с разными фазами напряжения, имеют одинаковые номиналы сопротивления. Техническим результатом предложенного изобретения является повышение надежности блока конденсаторов при одновременном увеличении его суммарной емкости. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх