ВЫПРЯМИТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК H01L35/28 

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 термо-ЭДС. 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 источник теплоты, выполненный в виде проточного резервуара с геотермальной водой. Поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с раствором соли, имеющей низкую криогидратную температуру растворения, периодическая досыпка которой в соответствующую емкость осуществляется специальным дозатором.

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 источник теплоты 4, выполненный в виде проточного резервуара с геотермальной водой. Поверхность термоэлектрической структуры 3, противоположная контактирующей с омической областью 1, сопряжена с тепловым аккумулятором 5, выполненным в виде емкости с раствором соли (например, азотнокислым натрием), имеющей низкую криогидратную температуру растворения, периодическая досыпка которой в соответствующую емкость осуществляется специальным дозатором 6.

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 термо-ЭДС. 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 источником теплоты 4, выполненным в виде проточного резервуара с геотермальной водой. Тепловой аккумулятор 5 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. Периодическая досыпка соли с низкой криогидратной температурой растворения посредством дозатора 6 позволяет поддерживать температуру раствора в необходимых пределах требуемое по продолжительности время.

Литература

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

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. Поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с раствором соли, имеющей низкую криогидратную температуру растворения, периодическая досыпка которой в соответствующую емкость осуществляется специальным дозатором. 1 ил.

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 источник теплоты, выполненный в виде проточного резервуара с геотермальной водой, при этом поверхность термоэлектрической структуры, противоположная контактирующей с омической областью, сопряжена с тепловым аккумулятором, выполненным в виде емкости с раствором соли, имеющей низкую криогидратную температуру растворения, периодическая досыпка которой в соответствующую емкость осуществляется специальным дозатором.