Магнитоуправляемый коммутатор

Авторы патента:

Беспалов Владимир Александрович (RU)

Юров Алексей Сергеевич (RU)

Золотарев Виталий Иосифович (RU)

Дюжев Николай Алексеевич (RU)

H01H1/00 - Контакты (жидкостные контакты H01H 29/04)

Владельцы патента RU 2519851:

Открытое акционерное общество "Зеленоградский инновационно-технологический центр", ОАО "ЗИТЦ" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к магнитоуправляемым коммутирующим устройствам - коммутаторам тока, используемым в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и мощностей. Устройство содержит токопроводящие элементы и магнитное вещество, мостовую перемычку, закрепленную с помощью гибкого подвеса, на которую нанесено магнитное вещество в виде тонкой магнитомягкой пленки на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП-транзистора, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора. Техническим результатом является повышение чувствительности коммутатора, повышение надежности и долговечности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Известен геркон средней и малой мощности с контактным покрытием, состоящим из трех слоев: сплав медь-никель, толщиной 0,1÷10,0 мкм, золото, толщиной 0,05÷2,0 мкм, рутений, толщиной 0,1÷1,5 мкм (Патент России на полезную модель №50714 Н01Н 1/66, Н01Н 1/02, опубл. 20.01.2006). В данном герконе слой медно-никелевого покрытия играет роль антидиффузионного барьера, препятствующего проникновению железа на рабочую поверхность геркона. Однако такое покрытие не охватывает всего диапазона необходимых коммутируемых нагрузок, особенно это касается герконов высокой мощности.

Также известно выполнение различных чувствительных элементов на базе магнитоуправляемых интегральных микросхем, например, интегральных логических микросхем К1116КП1, К1116КП2, К1116КПЗ, К1116КП4, К1116КП7, К1116КП8, К1116КП9 и К1116КП10, которые представляют собой электронные ключи, управляемые магнитным полем. Преобразователем магнитного поля служит интегральный 4-электродный элемент Холла. Недостатками используемых КМОП-датчиков Холла являются низкая чувствительность, дрейфы чувствительности, смещения, нелинейность. Смещение может достигать до 10% внешнего поля.

Наиболее близким к заявленному устройству является магнитоуправляемый коммутатор, содержащий токопроводящие элементы и использующий магнитное вещество (патент РФ на полезную изобретение РФ №74006, Н01Н 1/66, опубликован 10.06.2008). Токопроводящие элементы содержат контакт-детали, которые на конце плющения имеют двухслойное покрытие, состоящее из слоя никель-молибденового сплава и слоя золото-никелевого сплава. В данном устройстве обеспечено получение и поддержание низкого уровня переходного электросопротивления и увеличение продолжительности срока службы герконов в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и мощностей (до 250 Вт).

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание настоящего изобретения, является повышение чувствительности коммутатора, повышение надежности и долговечности за счет обеспечения его работы без механических контактов, при сохранении возможности работы в широком диапазоне коммутируемых нагрузок.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемое устройство, содержащее токопроводящие элементы и магнитное вещество, согласно изобретению, содержит мостовую перемычку, закрепленную с помощью гибкого подвеса, на которую нанесено магнитное вещество в виде тонкой магнитомягкой пленки на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП- транзистора, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора.

Возможно выполнение предлагаемого устройства, где используется консоль на гибком подвесе или мостовая перемычка выполнена с элементами гофра.

Устройство состоит из источника магнитного поля 1, истока 2 и стока 3 МДП-транзистора, затвора 4, мостовой перемычки 5, вывода затвора 6, для увеличения прогиба мостовой перемычки 5 она может быть выполнена с элементами гофра 7, и выводы 8 и 9 истока 2 и стока 3 (Фиг.1-3).

Магнитоуправляемый коммутатор может содержать мостовую перемычку 5, выполненную в виде консоли, один конец которой закреплен на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток 3 и исток 2 МДП-транзистора, затвор 6 размещен на другом конце консоли, содержащей покрытие в виде пленки магнитного вещества, а токопроводящие элементы соединены с истоком 2 и стоком 3 МДП-транзистора (Фиг.1).

Для увеличения прогиба магнитоуправляемый коммутатор содержит мостовую перемычку 5, которая выполнена с элементами гофра 7 (Фиг.2).

Устройство работает следующим образом.

При воздействии внешнего магнитного поля источника 1 магнитное вещество намагничивается, в результате чего соответствующая часть мостовой перемычки 5 смещается в магнитном поле. При этом происходит изменение сопротивления канала МДП-транзистора, поскольку изменяется расстояние между затвором 4, находящимся на мостовой перемычке 5, и каналом МДП-транзистора. Изменение сопротивления происходит в широких пределах, в результате чего обеспечивается бесконтактное выполнение функции включения/выключения с высокой чувствительностью. Для увеличения прогиба мостовой перемычки 5 она выполнена с элементами гофра 7 или в виде консоли, один конец которой закреплен на полупроводниковой подложке.

Реализация данного устройства обеспечивает повышение чувствительности коммутатора, повышение надежности и долговечности за счет обеспечения его работы без механических контактов, при этом сохраняется возможность работы в широком диапазоне коммутируемых нагрузок.

1. Магнитоуправляемый коммутатор, содержащий токопроводящие элементы и магнитное вещество, отличающийся тем, что содержит мостовую перемычку, закрепленную с помощью гибкого подвеса, на которую нанесено магнитное вещество в виде тонкой магнитомягкой пленки на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП-транзистора, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора.

2. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитного вещества используется тонкопленочный магнит.

3. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1, отличающийся тем, что содержит консоль, один конец которой закреплен на полупроводниковой подложке, на которой сформированы сток и исток МДП-транзистора, затвор размещен на другом конце консоли, содержащей покрытие в виде пленки магнитного вещества, а токопроводящие элементы соединены с истоком и стоком МДП-транзистора.

4. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитного материала используется тонкопленочный магнит.

5. Магнитоуправляемый коммутатор по п.1 или п.2, отличающийся тем, что для увеличения прогиба мостовой перемычки она выполнена с элементами гофра.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлокерамических электроконтактных материалов Cu-Cd/Nb. Из порошков меди и ниобия готовят шихту, проводят холодное прессование и спекание.

Спеченный материал для сильноточного скользящего электроконтакта // 2506334

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым антифрикционным материалам для сильноточных скользящих контактов. Может использоваться для изготовления токосъемных щеток, например, униполярных генераторов или токосъемных башмаков, контактирующих с рельсом туннельной железной дороги.

Способ изготовления полуфабриката детали для электрических контактов, полуфабрикат детали и деталь электрического контакта // 2497632

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления полуфабриката детали для электрических контактов в форме полосы. Из композиционного материала на основе серебра, содержащего один или более оксидов металла или углерод, изготавливают блок, наносят на блок из композиционного материала покрытия из порошка базового металла.

Способ приготовления порошковой шихты ag/sno2 для разрывных электроконтактов // 2442835

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к производству изделий из металлических порошков. .

Способ получения высокодисперсной шихты серебро-оксид цинка для электроконтактов // 2434717

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении разрывных электроконтактов. .

Радиочастотный микроэлектромеханический переключатель (рч мэмс-переключатель) с гибкой и свободной мембраной переключателя // 2433499

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиочастотных коммуникационных системах. .

Контакт-деталь, способ и инструмент для ее изготовления // 2420823

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим контактам низковольтных электрических реле. .

Спеченный электроконтактный материал на основе меди // 2415958

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным материалам на основе меди, предназначенным для изготовления разрывных и скользящих электрических контактов.

Бытовое устройство и способ его управления // 2406177

Изобретение относится к бытовому устройству, например посудомоечной машине, стиральной машине, холодильнику и т.д. .

Способ изготовления порошкового металлокерамического материала cu-cd/cdo для электроконтактов // 2401314

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению порошковых металлокерамических материалов для электрических контактов, для электроконтактов, включающий приготовление шихты путем смешения готовых компонентов, холодное брикетирование, спекание, допрессовку и отжиг, отличающийся тем, что готовят шихту, содержащую порошки меди и кадмия с раствором термически нестабильной соли кадмия, сушат и термообрабатывают ее при температуре 300-500°С.

Способ изготовления материала для дугогасительных и разрывных электрических контактов и материал // 2522584

Изобретение относится к производству материалов дугогасительных и разрывных электрических контактов и может быть использовано в токоприемниках электровозов, метропоездов и другого городского электрифицированного транспорта. Способ включает смешение частиц графита, плакированных карбидом ниобия или карбидом хрома, с порошками меди или ее сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: частицы графита 5-20, карбид хрома или карбид ниобия 5-20, медь или сплав на основе меди - остальное, причем отношение содержания графита к содержанию упомянутого карбида составляет 0,9-1,1, формование из полученной смеси заготовки путем прессования под давлением до плотности не менее 70% от теоретической плотности и последующее спекание заготовки пропусканием импульсов электрического тока плотностью 100-300 А/мм2 с одновременным одноосным обжатием материала. Техническим результатом изобретения является создание простой и недорогой технологии получения материала для разрывных и дугогасительных электрических контактов, обладающих улучшенной способностью к пайке с медью. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Шихта для изготовления материала для сильноточных электрических контактов и способ изготовления материала // 2523156

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству графито-медных материалов для сильноточных электрических контактов. Шихта содержит, мас.%: частицы меди 20-85, частицы гидрида титана 1-10 и частицы графита - остальное. Для получения заготовки материала шихту подвергают спеканию путем пропускания импульсов электрического тока плотностью 200-500 А/мм2 с одновременным одноосным обжатием. Обеспечивается получение высокоплотного материала с необходимым удельным электрическим сопротивлением, а также надежной смачиваемостью медью частиц графита. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Выключатель среднего напряжения // 2534757

Изобретение относится к выключателю среднего напряжения, который содержит контактную сборку, имеющую для каждой фазы первый неподвижный контакт и второй подвижный контакт, взаимно соединяемые/разъединяемые с переходом между разомкнутым и замкнутым положениями. Выключатель дополнительно содержит привод для выполнения операции размыкания и замыкания выключателя и кинематическую цепь, оперативно соединяющую привод с подвижным контактом. Кинематическая цепь содержит скользящий элемент, оперативно соединенный с приводом, причем скользящий элемент имеет первую поверхность скольжения, оперативно связанную с подвижным контактом, и может перемещаться между первым, разомкнутым, положением и вторым, замкнутым, положением. Техническим результатом является упрощение выполнения операций размыкания/замыкания. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ получения порошка сплава серебро-кадмий для изготовления контактов // 2536850

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка сплава серебро-кадмий для изготовления контактов. Раствор нитратов серебра и кадмия обрабатывают раствором гидроксида натрия, выдерживают пульпу и отделяют осадок смеси AgOH и Cd(OH)2 от маточного раствора. Полученный осадок прокаливают и подвергают восстановительному обжигу при 360-400°С в атмосфере газообразной смеси азот-муравьиная кислота. Обеспечивается взрывобезопасное получение порошка сплава серебро-кадмий без примесей оксида кадмия. 1 пр.

Способ получения легированного оксидом индия серебряно-оловооксидного материала для электроконтактов // 2539896

Изобретение относится к способу получения легированного оксидом индия серебряно-оловооксидного материала для электроконтактов и может применяться в электротехнической промышленности. Способ включает сплавление серебра, индия и олова и окисление сплава на воздухе, при этом серебро, индий и олово сплавляют в инертной атмосфере при содержании компонентов, ат.%: серебро 70-80; индий 0,2; олово - остальное, а окисление осуществляют при температуре 1273 K в течение 60 мин. Изобретение направлено на упрощение технологии получения сплава. 1 пр.

Способ и устройство для определения износа контактных элементов // 2551645

Изобретение относится к способу определения износа контактных элементов электрического переключателя. Способ содержит этап регистрации электрических значений (I(t), U(t)), которые представляют электрический параметр, релевантный для электрической дуги, возникающей во время операции переключения на переключателе, как функцию времени, и вычисление значения (d) износа, представляющего собой износ контактного элемента, из множества значений доли износа; значения доли износа вычисляются с применением множества правил (fi) вычисления доли износа из множества подмножеств (I(ti); I([ti; t'i])) зарегистрированных электрических значений, так что каждое из значений доли износа вычисляется по соответствующему из правил вычисления доли износа из соответствующего из подмножеств значений (I(ti); I([ti; t'i])), по меньшей мере, два из правил вычисления доли износа отличаются друг от друга. Устройство управления переключателем содержит модуль ввода значений параметров и модуль определения износа. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полосковый фильтр свч с подавлением паразитных полос пропускания // 2561015

Изобретение относится к СВЧ радиотехнике, в частности к частотно-селективным фильтрам. Полосковый фильтр содержит диэлектрическую подложку на основе многослойного материала, внутри которой располагаются четвертьволновые резонаторы фильтра и резонансная структура из отрезков полосковых линий длиной в одну восьмую длины волны на центральной частоте полосы пропускания. Отрезки полосковых линий располагаются над зазорами между четвертьволновыми резонаторами. Указанные полосковые линии образуют резонатор, подавляя паразитные полосы пропускания. На внешних поверхностях фильтра нанесено токопроводящее покрытие. Технический результат - уменьшение геометрических габаритов фильтра. 3 ил.

Нанокомпозиционный электроконтактный материал и способ его получения // 2597204

Изобретение относится к области электротехники и нанотехнологии, в частности к нанокомпозитному материалу на основе меди (Cu) для производства силовых разрывных электрических контактов в переключателях мощных электрических сетей и вакуумных дугогасительных камерах и способу его получения. Нанокомпозиционный электроконтактный материал на основе меди состоит из частично разупорядоченной матрицы на основе меди, в которой распределены кластеры тугоплавких частиц размером менее 5 нм, при этом содержание тугоплавких частиц составляет от 20 до 80 мас.%. В качестве тугоплавких частиц могут быть использованы частицы хрома или вольфрама или молибдена. Способ получения нанокомпозиционного электроконтактного материала включает механическую обработку смесей металлов в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице с последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси. Высокоэнергетическую обработку проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и исходных порошков 20:1-40:1, при скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки не более 90 минут. Спекание полученных нанокомпозионных частиц с размером тугоплавкого металла менее 5 нм осуществляют методом искрового плазменного спекания, при этом в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 1000-5000 A под нагрузкой до 50 МПа. Температура спекания образцов не превышает 1000°C при продолжительности процесса не более 15 минут. Повышение твердости, снижение пористости и удельного электросопротивления образцов является техническим результатом изобретения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Электротехнический контакт // 2617990

Изобретение относится к области электротехники. Контакт выполнен в виде цилиндра, на внешней поверхности которого, у его торцов, образованы выступающие относительно цилиндрической поверхности контактные участки сферической формы. Ламели в сечении, перпендикулярном оси, представляют собой кольцевые сектора цилиндра, а пружины поджатия размещены между ламелями в глухих отверстиях 5, которые выполнены в радиальных поверхностях ламелей, зеркально друг относительно друга и нормально к радиальным поверхностям. В центральном осевом отверстии (11) установлена тяга (12) электротехнического контакта (3) с зазором относительно отверстия (11). Ограничители перемещения ламелей в радиальном направлении размещены в проточках на периферии контакта (3). Пружины поджатия размещены вдоль оси электротехнического контакта (3). Техническим результатом является уменьшение габаритов электротехнического контакта и предотвращение заклинивания от несоосности расположения неподвижных контактов. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Градиентное защитное покрытие // 2629954

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защитному покрытию электрических контактов, например магнитоуправлемых контактов (герконов), микроэлектромеханических (МЭМС) коммутаторов, слаботочных и сильноточных контактов коммутационных приборов, электромагнитных реле, и может быть использовано для улучшения эксплуатационных свойств указанных устройств. Повышения значений коммутируемой мощности и срока службы электрических контактов с предложенным защитным покрытием является техническим результатом изобретения. Защитное покрытие электрических контактов выполнено на основе бинарного электролитического сплава W-Ni, нанесенного на никелевую подложку, в котором содержание W линейно возрастает от 0% на границе покрытие-подложка до 50% на внешней границе покрытия, что обеспечивает высокую стойкость покрытия к отслоению.1 ил.