Управляемый одноразовый замыкатель электрической цепи

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к оборудованию для защиты от аварий. Технический результат заключается в повышении надежности и уменьшении остаточного сопротивления после замыкания. Для этого устройство содержит управляемый нетрансформируемый прибор, в зоне теплового излучения которого расположен прибор с трансформируемой структурой, причем корпуса обоих приборов соединены обоймой из неэлектропроводного материала, а свободное пространство обоймы заполнено легкоплавким металлическим сплавом. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к оборудованию для защиты от аварий. Преимущественной областью применения изобретения являются устройства, осуществляющие одноразовое необратимое замыкание электрической цепи.

Известны одноразовые замыкатели, активным элементом которых являются полупроводниковые диоды или транзисторы, работающие в режиме необратимого термоэлектрического пробоя, завершающегося образованием металлической перемычки, закорачивающей электроды прибора.

Недостатком указанных устройств является наличие гальванической связи между управляющей и коммутируемой цепью.

Прототипом предложенного устройства является управляемый одноразовый замыкатель электрической цепи, выполненный на полупроводниковом приборе с трансформируемой структурой, включенном в силовую цепь.

Недостатком указанного устройства является недостаточная надежность и уменьшение остаточного сопротивления после замыкания.

Для достижения цели указанный одноразовый замыкатель электрической цепи снабжен управляемым нетрансформируемым прибором, в зоне теплового излучения которого расположен прибор с трансформируемой структурой, причем корпуса обоих приборов соединены обоймой из неэлектропроводного материала, а свободное пространство обоймы заполнено легкоплавким металлическим сплавом.

На фиг.1 изображен одноразовый замыкатель.

Ha фиг.2 изображен одноразовый замыкатель, реализованный на трансформируемом диоде и нетрансформируемом транзисторе.

Работа управляемого одноразового замыкателя происходит следующим образом.

При необходимости осуществить необратимое подключение источника 1 к нагрузке 2 на вход 3 подают отпирающий импульс. Он отпирает транзистор 4 по базе, протекающий через транзистор 4 электрический ток от источника 5 вызывает его интенсивный разогрев, который, в свою очередь, приводит к разогреву диода с трансформируемой структурой 6.

Разогрев диода 6 снижает его пробивное напряжение ниже напряжения источника силовой цепи 1. В результате этого происходит необратимый пробой диода 6, завершающийся образованием металлической перемычки, через которую осуществляется необратимое подключение нагрузки 2 к источнику 1.

При атом предполагается, что в исходном положении силовые электроды диода с трансформируемой структурой 6 уже находятся под током. Возможен и иной вариант, когда в исходном состоянии указанный диод обесточен. В этих условиях подача питающих напряжений на управляющий нетрансформируемый транзистор 4 и обусловленный этим нагрев трансформируемого диода 6 переводит его во взведенное состояние, при котором подача на электроды диода 6 питающего напряжения превращает его в короткозамкнутую структуру. В цепь питания включен резистор 7.

В силу тепловой инерции указанное превращение имеет место также спустя короткое время после снятия управляющего сигнала.

Приведенный вариант работы реализует так называемый "принцип предварительного взведения" коммутационного устройства, т.е. управление коммутационным элементом по электрическому каналу со стороны силовой цепи должно предшествовать управлению по тепловому каналу со стороны цепи управления. За счет этого исключается возможность ложного срабатывания при воздействии помех.

Как следует из фиг.2, необходимый тепловой контакт между диодом с трансформируемой структурой 6 и подогревающим его транзистором 4 при любых конфигурациях приборов обеспечивается заливкой легкоплавкого сплава 8 в обойму 9, соединяющую их корпуса. Для гальванической развязки силовой цепи и цепи управления обойма 9 выполнена из непроводящего ток материала, например, керамики или тугоплавкого стекла.

Формула изобретения

Управляемый одноразовый замыкатель электрической цепи, выполненный на полупроводниковом приборе с трансформируемой структурой, включенном в силовую цепь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения остаточного сопротивления после замыкания, он снабжен управляемым нетрансформируемым прибором, в зоне теплового излучения которого расположен прибор с трансформируемой структурой, причем корпуса обоих приборов соединены обоймой из неэлектропроводного материала, а свободное пространство обоймы заполнено легкоплавким металлическим сплавом.

РИСУНКИ