Одноразовый короткозамыкатель

 

Изобретение относится к средствам защиты аппаратуры от импульсов перенапряжения большой мощности . Целью изобретения является повьшение быстродействия, уменьшение .габаритов и стоимости одноразового короткозамыкателя. Указанная цель -достигается применением серийно выпускаемых полупроводниковых приборов с прижимными в:онтактами в качестве одноразового короткозамыкателя . Прижимные контакты такого прибора после разрушения полупроводниковой структуры импульсом чрезмерного тока, двигаясь навстречу друг другу , вступают в соприкосновение по всей площади и замыкают цепь накоротко. При малых импульсах перенапряжения прибор работает как обычньй полупроводниковый прибор. 1 ил. 2 ю СлЭ N а со

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (58 4 Н 01 Н 79 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4023042/24-07 (22) 06,01.86 (46) 30.09.87. Бюл. N 36 (72) А. Н. Камьппный, В, Я. Замятин и Г. А. Синегуб (53) 621.316.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1023437, кл. Н 01 Н 79/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 121835, кл. H OI L 43/23, 1985. (54) ОДНОРАЗОВЫЙ КОРОТКОЗАИЫКАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к средствам защиты аппаратуры от импульсов перенапряжения большой мощности. Целью изобретения является повьппение быстродействия, уменьшение ..габаритов и стоимости одноразового короткозамыкателя. Указанная цель .достигается применением серийно выпускаемых полупроводниковых приборов с прижимными контактами в качестве одноразового короткозамыкателя. Прижимные контакты такого прибора после разрушения полупроводниковой структуры импульсом черезмерного тока, двигаясь навстречу друг другу, вступают в соприкосновение по всей площади и замыкают цепь накоротко.

При малых импульсах перенапряжения прибор работает как обычный полупроводниковый прибор. 1 ил.

1341690

Изобретение относится к электротехнике, а именно к выключателям для шунтирования защищаемой аппаратуры от импульсов перенапряжения разрушающего уровня.

Целью изобретения является повышение быстродействия, уменьшение габаритов и стоимости одноразового короткозамыкателя.

На чертеже представлен один из вариантов полупроводникового прибора с прижимными контактами„ а именно кремниевый тиристор таблеточной конструкции в сборе с охладителем.

На чертеже приняты следуюшие обозначения: монокристалл 1 кремния, в объеме которого сформирована тиристорная структура; медный электрод

2 (нижний); вольфрамовый электрод

3; медный электрод 4 (верхний); нижняя и верхняя крьппки 5 тиристора; опорный элемент 6; тарированная пружина 7; верхний и нижний охладители 8; фасонная шайба 9; изолятор 10; керамический корпус 11 прибора; шпилька 12, стягивающая конструкцию тиристора в сборе с охладителем; гайки 13.

Полупроводниковый прибор с подпружиненными контактами подключают параллельно входу защищаемого объекта в полярности, обеспечивающей его запертое состояниепо отношениюк питающему объект напряжению ипо отношению к ожидаемому импульсу перенапряжения.

В случае использования управляемого полупроводникового прибора с подпружиненными контактами (таблеточной конструкции в сборе с охладителем или штыревой конструкции) его запертое в исходном состоянии положение обеспечивается соответствующим режимом цепи базы.

Если полезным сигналом является переменный ток или если ожидаемый импульс перенапряжения может иметь любую полярность, используют встречное параллельное или последовательное включение двух рассматриваемых полупроводниковых приборов с подпружиненными контактами. В исходном состоянии рассматриваемый прибор не шунтирует вход защищаемого объекта. В то же время наличие в его составе тарированной пружины 7 создает постоянное давление на за.жатой между верхним и нижним охладителями полупроводниковый прибор.

25 ются навстречу друг другу и, сдавливая нижнюю и верхнюю крышки тиристора 5 и фасонную шайбу 9, приводят электроды 3 и 4 к непосредственному соприкосновению по всеи их площади.

Возможно частичное сваривание этих электродов.

Благодаря большой площади соприкосновения электродов 3 и 4 их переходное сопротивление измеряется единицами миллиом, а коммутируемый прибором постоянный ток возрастает примерно на два порядка сравнительно с током, коммутируемым тиристором по техническим условиям.

Испытания проводились на партии тиристоров ТБ-251, имеющих номинальный ток 50 А. Время срабатывания указанного прибора в режиме короткозамыкателя не превышало 2 — 5 мс. Коммутируемый после трансформации cтруктуры ток превышал 3000 A.

Основной областью применения изобретения является шунтирующая защит» аппаратуры и оборудования от экстремаль— ных по току импульсов перенапряжения.

Формула изобретения

Применение полупроводников ог0 прибо-ра с прижимными контак амив качествс одноразового короткозамыкателя .

При поступлении на вход защищаемого объекта импульса перенапряжения он шунтируется традиционным механизмом работы тиристора. Если же амплитуда импульса превышает возможности этого механизма, имеет место термоэлектрический пробой тиристора с образованием в теле кристалла 1 перемычки, закорачивающей электроды

3 и 4. Благодаря тому, что эта перемычка имеет металлическую проводимость ее шунтирующие свойства на дватри порядка превосходят шунтирующие свойства тиристора, используемого в традиционном режиме.

Если импульс перенапряжения и вызываемый им ток превосходят токопроводящую способность металлической перемычки, закоротившей его электроды, имеет место взрывное разрушение монокристалла 1 и сформированной в его объеме короткозамкнутой структуры. Длительность этого процесса изь меряется десятками, а для мощных приборов сотнями микросекунд.

Под действием пружины 7, постоянно давящей на опорный элемент 6, верхний и нижний охладители 8 смеща1341690

Ю/2

Составитель С. Гордон

Редактор Т, Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор А, Зииокосов

Заказ 444!/55 Тираж 697 Подписное

ВНИИП!! Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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