Выпрямитель переменного напряжения


 

H01L35/00 - Термоэлектрические приборы, содержащие переход между различными материалами, т.е. приборы, основанные на эффекте Зеебека или эффекте Пельтье, с другими термоэлектрическими и термомагнитными эффектами или без них; способы и устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, H01L 27/00; холодильное оборудование, в котором используются электрические или магнитные эффекты, F25B 21/00; измерение температуры с использованием термоэлектрических и термомагнитных элементов G01K 7/00; получение энергии от радиоактивных источников G21H)

Владельцы патента RU 2542616:

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 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 приемник бросового тепла. Поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с системой испарительного охлаждения. 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 с поверхностью омической области, противоположной контактирующей с термоэлектрической структурой, сопряжен приемник бросового тепла. Поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с системой испарительного охлаждения.

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. С поверхностью омической области 1, противоположной контактирующей с термоэлектрической структурой 3, сопряжен приемник бросового тепла 4. Приемник бросового тепла 4 может представлять собой аккумулятор теплоты, выполненный в виде цельнометаллического объема, находящегося в хорошем тепловом контакте с системой вентиляционных выбросов, выбросов дымовых газов, горячей сбросной воды и др. Поверхность термоэлектрической структуры 3, противоположная контактирующей с омической областью 1, сопряжена с системой испарительного охлаждения 5.

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 дополнительному нагреву источником теплоты 4, выполненным в виде проточного резервуара с геотермальной водой. 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 приемником бросового тепла 4. Система испарительного охлаждения 5 применяется для отвода теплоты от холодных спаев термоэлектрической структуры 3, тем самым увеличивая разность температур между ее спаями, и соответственно величину постоянного напряжения на ее контактах.

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 присоединенной с обеспечением хорошего теплового контакта к термоэлектрической структуре, с которой снимается постоянное напряжение, отличающийся тем, что с поверхностью омической области, противоположной контактирующей с термоэлектрической структурой, сопряжен приемник бросового тепла, при этом поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с системой испарительного охлаждения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам нагрева-охлаждения циркулирующих потоков жидкости или газа и может найти применение в энергетической, химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к автоэлектронным преобразователям и может быть использовано в качестве генератора холода или теплозащитного экрана. .

Изобретение относится к области производства, преобразования и распределения электрической энергии и может быть использовано в устройствах для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для измерения расхода веществ, находящихся как в жидкой, так и в газовой фазах, для контроля процессов мембранного разделения.

Изобретение относится к контролю термоэлектрических устройств. Сущность: способ содержит этапы подачи электрического напряжения на элемент Пельтье, отключения напряжение по истечении определенного периода времени, измерения напряжения на элементе Пельтье и сравнения измеренного напряжения с контрольным значением. Малогабаритное электрическое устройство (например, электробритва) с элементом Пельтье имеет защитное устройство, обеспечивающее невозможность возникновения опасности для пользователя вследствие неправильного функционирования элемента Пельтье. Технический результат: упрощение, повышение надежности тестирования, обеспечение защиты пользователя. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Система формирования протокола на основе обратной связи для теплового лечения части тела человека или животного содержит устройство теплообмена для нагревания и/или охлаждения части тела, соединенное с устройством теплового лечения, с помощью которого осуществляют способ формирования протокола. При этом формируют протокол для теплового лечения на основе известного протокола. Получают данные, относящиеся к реакции пациента на тепловое лечение, от части тела с помощью средства измерения. Адаптируют сформированный протокол на основе полученных данных с помощью средства адаптации. На этапе адаптации протокола контролируют количество тепловой энергии, обмениваемой во время теплового лечения и определяемой с помощью средства измерения. Средство адаптации выполнено с возможностью изменения температуры и/или давления, и/или продолжительности/частоты циклов теплового лечения, и/или содержания лечения каждого цикла теплового лечения, и/или продолжительности всего лечения. Применение изобретений позволит адаптировать протокол теплового лечения для пациента за счет определения количества обмениваемой тепловой энергии. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению термоэлектрических бинарных сплавов типа висмут-сурьма, применяемых для изготовления варизонных полупроводников для термоэлектрических элементов малогабаритных холодильников Пельтье, работающих в интервале температур 100-200 К. Способ получения длинномерного слитка постоянного сечения из термоэлектрических бинарных сплавов типа висмут-сурьма включает плавление и кристаллизацию слитка, причем проводят направленную кристаллизации со скоростью 20-30 мм/ч, а затем проводят однократную зонную плавку в обратном направлении со скоростью 0,2-0,5 мм/ч при ширине зоны, равной 0,15-0,30 длины слитка. Техническим результатом изобретения является повышение термоэлектрической добротности сплавов в магнитном поле и без него путем создания близкого к линейному распределения концентрации компонентов сплава по длине полученного слитка. 1 ил., 1 пр.

Заявленное изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при нагреве и охлаждении воды и напитков. Предложен способ изменения температуры жидкости, заключающийся в отборе тепловой энергии с помощью теплового процесса, основанного на термоэлектрическом эффекте элемента Пельтье. На верхнюю пластину устанавливают емкость из теплопроводного металла, а нижнюю пластину элемента Пельтье соединяют с теплопроводом, осуществляющим прямой или обратный теплоперенос в емкость с жидкостью, установленную под элементом Пельтье. Технический результат - повышение КПД процесса. 1 ил.

Изобретение относится к твердотельной криогенике, а именно к холодильникам на эффекте Пельтье с применением магнитного поля (продольный гальвано-термомагнитный эффект), и может быть использовано при охлаждении малых объектов. В охлаждающем устройстве, содержащем термоэлемент с n-ветвью 10 из сплава Bi-Sb и пассивной p-ветвью 9 из металла, размещенный в магнитном поле, n-ветвь выполнена с монотонно увеличивающейся по ее длине от горячего спая к холодному концентрацией сурьмы в сплаве, которая вычисляется по формуле ∇C=∇T·(Eg/Tг· δ ), где ∇C - градиент концентрации сурьмы в сплаве, ат%·см-1, Eg - среднее значение ширины зазора между валентной зоной и зоной проводимости n-ветви, мэВ, Тг - температура горячего спая термоэлемента, К, ∇Т - градиент температуры по n-ветви, К/см, δ - быстрота нарастания ширины зазора между валентной зоной и зоной проводимости в сплаве с увеличением содержания сурьмы, мэВ/ат%. Повышение термоэлектрической эффективности достигается компенсацией продольного изменения (градиента) напряженности электрического поля поперечных гальвано- и термомагнитных эффектов, вызванного перепадом температуры по длине ветви, изменением концентрации сурьмы в сплаве вдоль ветви. 1 ил.

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в качестве автономного источника питания железнодорожных вагонов. Способ электроснабжения заключается в преобразовании усилий вращения колесной пары вагона в электрическую энергию. К поверхности вращения колесной пары при помощи устройства прижатия через фрикционную прокладку прижимают термоэлектрический преобразователь одной поверхностью для обеспечения ее нагрева. На другой поверхности преобразователя закрепляют радиатор для обеспечения необходимой разности температур на поверхностях. Электрический ток с выхода преобразователя используют для подзарядки аккумулятора. Устройство электроснабжения содержит аккумулятор, генератор электрического тока, устройства преобразования и стабилизации напряжения и тока, а также устройства для подключения и отключения аккумулятора. В качестве генератора используется термоэлектрический преобразователь, который прижат одной поверхностью через фрикционную прокладку к поверхности вращения колесной пары, а на другой его поверхности закреплен радиатор. Выходы преобразователя соединены с входом устройства преобразования и стабилизации напряжения и тока, выход которого подключен к входам аккумулятора и входам питаемой аппаратуры посредством устройств подключения и отключения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к термоэлектрической энергетике и может быть использовано для преобразования тепла отработавших газов из двигателя внутреннего сгорания в электрическую энергию. Сущность изобретения: термоэлектрический модуль (1) с холодной стороной (2), горячей стороной (3), а также расположенными между ними термоэлектрическими элементами (4), соединенными электропроводными перемычками с образованием трубчатого устройства с внешней периферической поверхностью. Между термоэлектрическими элементами (4) и, по меньшей мере, холодной стороной (2) или горячей стороной (3) расположен сжимаемый теплопроводный слой (5), расположенный на внешней периферической поверхности трубчатого устройства. Способ изготовления термоэлектрического модуля (1) включает калибрование внешней трубки, образующей холодную или горячую сторону. Технический результат: возможность использования термоэлектрических элементов и других элементов модуля с большими допусками в радиальном направлении, предотвращения пиков напряжения на отдельных конструктивных деталях, вызываемых калиброванием. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх