Выпрямитель переменного напряжения


 


Владельцы патента RU 2525603:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается переменное напряжение, через изолирующую область присоединенную с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение. При этом на определенном расстоянии от поверхности омической области расположен солнечный концентратор, закрепленный на держателе, осуществляющий дополнительный нагрев омической области, причем расстояние между омической областью и солнечным концентратором соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора, а поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с плавящимся рабочим веществом. 1 ил.

 

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения.

Прототипом изобретения является прибор, описанный в [1].

В нем генератор переменного напряжения подключается к омическим контактам резистивной области, в которой при прохождении переменного тока выделяется тепловая энергия. Теплота распространяется через тонкую изолирующую область в термоэлектрическую область, в которой устанавливается некоторое стационарное распределение температур, в результате чего появляется термоЭДС. Поскольку структура обладает достаточной теплоемкостью и, следовательно, инерционностью, распределение температур в термоэлектрической области в течение периода переменного напряжения не изменяется, и с контактов снимается постоянное напряжение при малой амплитуде пульсаций на выходе.

Недостатком прибора является низкая величина получаемого постоянного напряжения по сравнению с действующим значением переменного напряжения. Это связано со значительными потерями при преобразовании энергии переменного электрического тока в теплоту за счет эффекта Джоуля-Ленца и при преобразовании тепловой энергии в энергию постоянного тока за счет эффекта Зеебека.

Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Цель достигается тем, что на определенном расстоянии от поверхности омической области расположен солнечный концентратор, закрепленный на держателе, осуществляющий дополнительный нагрев омической области. При этом расстояние между омической областью и солнечным концентратором соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора. Поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с плавящимся рабочим веществом.

Конструкция прибора изображена на фиг.1. Устройство состоит из омической области 1, к которой через изолирующую область 2 присоединяется с обеспечением хорошего теплового контакта термоэлектрическая структура 3. На определенном расстоянии от поверхности омической области 1 расположен солнечный концентратор 4, закрепленный на держателе 5. Расстояние между омической областью 1 и солнечным концентратором 4 соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора. Поверхность термоэлектрической структуры 3, противоположная контактирующей с омической областью 1, сопряжена тепловым аккумулятором 6, выполненным в виде емкости с плавящимся рабочим веществом (например, галлием).

Устройство работает следующим образом.

От генератора переменного напряжения U~ сигнал поступает в омическую область 1, где за счет эффекта Джоуля-Ленца выделяется теплота. Одновременно омическая область 1 подвергается воздействию солнечных лучей, проходящих через солнечный концентратор 4, следствием которого является ее дополнительный нагрев. Теплота распространяется через тонкую изолирующую область 2 к нагреваемым спаям термоэлектрической структуры 3, в которой устанавливается некоторое стационарное распределение температур, в результате чего появляется термоЭДС. Поскольку структура обладает достаточной теплоемкостью и, следовательно, инерционностью, распределение температур в термоэлектрической области в течение периода переменного напряжения не изменяется, и с контактов снимается постоянное напряжение при малой амплитуде пульсаций на выходе. Величина постоянного напряжения повышается за счет дополнительного нагрева омической области 1 солнечным излучением, фокусируемым на ней солнечным концентратором 4. Тепловой аккумулятор 6 применяется для отвода теплоты от холодных спаев термоэлектрической структуры 3, тем самым увеличивая разность температур между ее спаями и, соответственно, величину постоянного напряжения не ее контактах. Количество плавящегося вещества подбирается в зависимости от продолжительности работы выпрямителя переменного напряжения.

Литература

1. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника: Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника. М.: Высшая школа, 1987. 416 с.

Выпрямитель переменного напряжения, состоящий из омической области, на которую подается переменное напряжение, через изолирующую область присоединенную с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение, отличающийся тем, что на определенном расстоянии от поверхности омической области расположен солнечный концентратор, закрепленный на держателе, осуществляющий дополнительный нагрев омической области, причем расстояние между омической областью и солнечным концентратором соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора, при этом поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с плавящимся рабочим веществом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам. Технический результат: упрощение процесса соединения промежуточных элементов, предварительно соединенных с термоэлектрическми элементами, с пластинами из тепло- и электропроводного материала.

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для температурного воздействия при лечении гнойно-воспалительных и послетравматических заболеваний пальцев кисти.

Изобретение относится к системам отопления с использованием внешнего низкопотенциального источника тепла. Устройство содержит используемую в качестве теплового насоса термоэлектрическую батарею, подключенную к сети переменного тока через выпрямитель и терморегулятор и состоящую из термоэлектрических модулей, пластины которых термически соединены с теплообменниками соответственно для подвода низкопотенциального тепла и отвода тепла в обогреваемое помещение.

Изобретение относится к медицинской технике для создания аппаратов, реализующих оптимальную программу реверсивных тепловых воздействий на участке тела человека. .

Изобретение относится к устройствам, работа которых основана на эффектах Ранка-Хилше, Пельтье, Зеебека, и может быть использовано в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности для нагрева/охлаждения газа или жидкости, а также получения электроэнергии для питания слаботочной аппаратуры.

Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии в электрическую. .

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора. .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). .

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается переменное напряжение через изолирующую область, присоединенную с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение. При этом на определенном расстоянии от поверхности омической области расположен солнечный концентратор, закрепленный на держателе, осуществляющий дополнительный нагрев омической области, причем расстояние между омической областью и солнечным концентратором соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора, а поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с жидкостным теплоотводом. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается переменное напряжение через изолирующую область, присоединенную с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение. При этом с поверхностью омической области, противоположной контактирующей с термоэлектрической структурой, сопряжен источник теплоты, выполненный в виде проточного резервуара с геотермальной водой, а поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с жидкостным теплоотводом. 1 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическим генераторам. Сущность: термоэлектрический генератор (2) имеет несколько модулей (1), каждый из которых имеет первый конец (3) и второй конец (4) и которые состоят из внутренней трубки (5) и наружной трубки (6), а также расположенных между ними термоэлектрических элементов (7). Модули (1) на своем первом конце (3) или своем втором конце (4) закреплены своей внутренней трубкой (5) или своей наружной трубкой (6) в электрическом проводнике (9). Электрический проводник (9) выполнен пластинчатым и имеет первый торец (14) и второй торец (15), а также боковую поверхность (16). Первый торец (14) соединен со вторым торцом (15) несколькими отверстиями (17). Каждое из отверстий предназначено для крепления соответственно одного модуля (1). Электрический проводник (9) имеет электропроводные контакты (18) для электрического соединения с ним контактов (8) отдельных модулей (1). Технический результат: обеспечение разностороннего или универсального применения в автомобилях, в том числе в уже существующих типах и моделях, обеспечение надежного разделения текущих сред и электрического контактирования. 5 н. и 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Сущность: термоэлектрический генератор содержит теплоприемник, внутри корпуса которого размещен источник тепла. Снаружи корпуса установлены последовательно в тепловом отношении термоэлектрические модули и основания теплообменников системы охлаждения, механически связанные с корпусом теплоприемника с помощью средства крепления. Корпус теплоприемника выполнен прямоугольной формы в сечении. По большим сторонам корпуса симметрично расположены термоэлектрические модули и основания. Средство крепления выполнено в виде листовых пружин переменного сечения по длине, имеющих наибольшую толщину в средней зоне, уменьшающуюся к консольной части пружин, вынесенную за теплоприемник. Пружины попарно механически связаны между собой и расположены по краям оснований теплообменников с возможностью плотного и стабильного их прижатия с помощью винтовых блоков через термоэлектрические модули к поверхностям корпуса теплоприемника. Технический результат: повышение кпд, мощности и стабильности работы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). Технический результат: повышение эффективности отвода (подвода) теплоты с горячих (холодных) контактов ТЭБ. Сущность: поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей, близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на 1/4 ее высоты. Указанная поверхность, не покрытая слоем теплоизоляции, выполнена с выступающими шипами в виде треугольной призмы, расположенными в шахматном порядке. Съем теплоты с холодных и горячих коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится в контейнеры с плавящимися рабочими веществами. 3 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). Технический результат: повышение эффективности отвода (подвода) теплоты с горячих (холодных) контактов ТЭБ. Сущность: поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за исключением областей, близлежащих к выступающим частям коммутационных пластин, покрыта слоем теплоизоляционного диэлектрического материала. Площадь, не покрытая слоем теплоизоляционного диэлектрического материала, определяется произведением толщины ветви термоэлемента на 1/4 ее высоты. Поверхность, не покрытая слоем теплоизоляции, выполнена с выступающими шипами в виде треугольной призмы. Съем теплоты с горячих коммутационных пластин, а также с близлежащих к ним областей осуществляется в контейнер с плавящимся рабочим веществом. Съем теплоты с охлажденных коммутационных пластин и близлежащих к ним областей производится за счет прокачивания жидкости в контактирующем с ними жидкостном теплообменнике. 3 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). Технический результат: повышение эффективности теплоотдачи коммутационных пластин ТЭБ. Сущность: ветви термоэлементов установлены наклонно в одной из координатных плоскостей. Ветви, выполненные из полупроводника р-типа, расположены под углом, противоположным углу наклона ветвей, выполненных из полупроводника n-типа. Угол наклона между ветвями лежит в пределах Коммутационные пластины, выполненные в форме трехгранной призмы, впаиваются в пространство, ограниченное концами ветвей р- и n-типов, и имеют в своей центральной части взаимно параллельные сквозные отверстия, внутренняя поверхность которых выполнена в форме шестнадцатиконечной звезды. Отверстия всех четных коммутационных пластин и соответственно отверстия всех нечетных коммутационных пластин посредством диэлектрических гибких шлангов соединены в единые каналы, по которым в процессе функционирования термоэлектрической батареи прокачивается теплоноситель. 1 ил.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается переменное напряжение, через изолирующую область присоединенной с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение. При этом на определенном расстоянии от поверхности омической области расположен солнечный концентратор, закрепленный на держателе, осуществляющий дополнительный нагрев омической области, а расстояние между омической областью и солнечным концентратором соответствует фокусному расстоянию линз, входящих в состав солнечного концентратора, при этом поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с воздушным радиатором. 1 ил.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается переменное напряжение, через изолирующую область присоединенной с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение. При этом с поверхностью омической области, противоположной контактирующей с термоэлектрической структурой, сопряжен источник теплоты, выполненный в виде проточного резервуара с геотермальной водой, а поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с плавящимся рабочим веществом. 1 ил.

зобретение относится к области термоэлектричества, в частности, термоэлектрическим охлаждающим модулям, эксплуатируемым в жестких экстремальных условиях. Сущность: термоэлектрический охлаждающий модуль (ТЭМО) содержит «холодную» и «горячую» подложки с размещенным между ними матричным блоком термоэлектрических элементов из множества полупроводниковых ветвей n- и p-типов проводимости попарно соединенных коммутационными шинами в последовательную электрическую цепь. Между «холодной» подложкой и «холодной» стороной матричного блока размещено теплопроводное эластичное средство соединения коммутационных шин «холодных» спаев термоэлементов с «холодной» подложкой. Между «горячей» подложкой и «горячей» стороной матричного блока размещено средство соединения коммутационных шин «горячих» спаев термоэлементов с «горячей» подложкой. ТЭМО снабжен силиконовыми праймерами, каждый из которых выполнен в виде усеченной четырехгранной пирамиды и прикреплен меньшим ее основанием к свободной поверхности каждой коммутационной шины всех «холодных» спаев термоэлементов. ТЭМО снабжен адгезионным элементом для «холодной» подложки, выполненным в виде теплопроводной эластичной микрорельефной пленки, повторяющей микрорельеф внутренней поверхности «холодной» подложки, и закрепленным на ней. Средство соединения коммутационных шин «холодных» спаев термоэлементов с «холодной» подложкой выполнено в виде протектора с рельефным рисунком, размещенным на внутренней поверхности «холодной» подложки поверх его адгезионного элемента. Рельефный рисунок протектора выполнен в виде чередующихся выступов, имеющих форму усеченных четырехгранных пирамид. С каждым меньшим основанием пирамид протектора соединен силиконовый праймер на соответствующей коммутационной шине по холодной стороне матричного блока термоэлементов с возможностью образования внутри каждой пирамиды лунок для размещения в них соответствующих коммутационных шин. Средство соединения коммутационных шин «горячих» спаев термоэлементов с «горячей» подложкой выполнено в форме матрицы из адгезионных элементов, каждый из которых выполнен в виде усеченной четырехгранной пирамиды из стойкого к окислению проводникового материала, например серебра, причем упомянутые пирамиды матрицы адгезионных элементов закреплены своими большими основаниями на внутренней поверхности «горячей» подложки попарно. Каждая пара упомянутых пирамид матрицы адгезионных элементов присоединена своими меньшими основаниями к соответствующей коммутационной шине «горячей» стороны матричного блока термоэлектрических элементов. Технический результат: повышение прочности, надежности, выносливости, обеспечение стабильности получения расчетных выходных параметров, высокий ресурс безаварийной работы при эксплуатации в жестких экстремальных условиях. 11 ил.
Наверх