Способ дозированного отпуска электрической энергии потребителю Советский патент 1986 года по МПК G01R22/00 

1 Изобретение относится к измерениям электрических и магнитных величин, решает задачу дозированного отпуска электрической энергии и предназначается для использования н необслуживаемых или редко обслуживаемых объектах, когда традиционные способы и устройства, регламентирующие отпуск электрической энергии, неприменимы по техническим или организационным причинам. Цель изобретения - повьшение эффективности одноразового дозирования электроэнергии в труднодоступных условиях при различных режимах энергопотребления , На фиг. 1 показана зависимость остаточного сопротивления проплавлен ной электродным сплавом полупроводниковой структуры от амплитуды импульса, сформировавшего металлическую перемычку в теле кристалла (пунктирной линией показан доверительный интервал величины остаточного сопротивления, построенный для надежности 0,9); на фиг. 2 - изменение остаточного сопротивления трансформированной полупроводниковой структуры, выполняющей функции дозатора, наблюдаемое по мере прохождения через дозатор электрической энергии, расходуемой на нагрузкеJ на фиг. 3 - полу проводниковый диод в исходном состоянии, поперечное сечение; на фиг,4полупроводниковый диод, трансформированный в короткозамкнутое состояни образовавшейся в теле кристалла металлической перемычкой, т.е. структу ра прибора, подготовленного к выполнению функций дозатора электроэнергии, поперечное сечение, на фиг.5 полупроводниковый диод, выполняющий функции дозатора электрической энергии, с разрушенной токопроводящей переьшчкой, поперечное сечение. На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: амплитуда 1 импульса тока (А), сформировавшего металличес кую перемычку в теле кристалла ( импульс экспоненциальный - конденсатора); остаточное сопротивление Rp трансформированной полупроводниковой структуры (мОм); величина энергии W, прошедшей через структуру дозатора и выделившаяся на нагрузке (hffiT-4) ;на фиг.3-5 - база 1 прибора (монокристалл германия или кремния) ; Р-плереход 2;электродные навески Зи 4 из 45 легкоплавкого сплава; внутренние токоотводы 5 и 6 прибора (электроды); канал 7 проплавления кристалла электродным сплавом (перемычка) , нормиро ванный на рассасывание (разрушение) установленной дозой электроэнергии, вьщелившейся на нагрузке, свободное пространство 8 (непроводящая зона), образовавшееся в результате расса - сывания (разрушения) перемычки. Способ осуществляют следующим образом. На полупроводниковую структуру приборного типа, например диод (фиг. 3), реализованный на монокристалле 1, содержаш 1Й р-п-переход 2, электродные навески 3 и 4 и токоотводы 5 и 6, подают электрический импульс, вызывающий его необратимый термоэлектрический пробой и проплавление тела кристалла 1 электродным сплавом одной из навесок 3 или 4. В результате электропереноса материала навесок 3 или 4 образуется перемычка 7, обладающая металлической проводимостью. Амплитуда формирующего импульса должна быть достаточна для образования перемычки 7, дозированной на последующее ее рассасывание вплоть до полного разрыва электрической цепи установленным лимитом энерТопотребления. В процессе выполнения первой операции способа в исходную полупроводниковую структуру записывается команда, определяющая дозу электроэнергии, выделяемой потребителю для расходования. Конкретный режим реализации первой операции способа выбирают по данным диаграммы (фиг. 1) R fdo), предварительно построенной для каждого типономинала полупроводниковых, приборов, трансформируемых в дозаторы электрической энергии. Затем измеряют остаточное сопротивление R,,. полупроводниковой структуры, трансформированной в одноразовый дозатор электрической энергии в процессе первой операции способа. Тем самым убеждаются в том, что в полупроводниковой структуре сформирована перемычка 7, нормированная на заданное энергопотребление. Полупроводниковую структуру е образовавшейся в теле кристалла металлической перемычкой 7 (фиг, 4), нормированной на последующее ее рассасывание установленным лимитом электроэнергии, включают электродами 5 и 6 последовательно с нагруз кой в качестве дозатора расхода эле троэнергии. В результате рассасывания перемычки 7 током потребления (электроперенос осуществляется постоянным током обратного направления сравнительно с током сформировавшим перемычку) ее целостность нарушается возникновением в одном из ее сечений непроводящей зоны 8 (фиг. 5). Выбор структуры, нормированной на заданньй расход электроэнергии, осуществляют с помощью набора зависимостей типа (фиг. 2) (RotT. ) построенных для каждого типономинала полупроводниковых приборов, используемых для реализации способа. Работоспособность и эффективност способа опробованы на транзисторах П-210, ГТ-806, ГТ-109 и др. Дозирование осуществляется в, цепи постоянного тока. Технический эффект от вредрения предлагаемого способа определяется возможностью более эффективного использования дозирования в условиях 454 недоступных для выполнения ручных операций отключения потребителя, допустившего перерасход энергии, а также в условиях жестких ограничений на массогабаритные и другие эксплуатационные характеристики дозирующих устройств. Формула изобретения Способ дозированного отпуска электрической энергии потребителю, основанный на установке заданного лимита потребления электрической энергии и на отключении потребителя после израсходования этого лимита, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности одноразового дозирования в труднодоступных условиях, установку лимита расхода энер.гии осуществляют путем пробоя Р-п-перехода полупроводниковой структуры, пропускания через пробитый переход электрического тока, величина которого определяет диаметр перемычки, получаемой после пробоя, измерения ее остаточного сопротивления . и включения указанной структуры в разрыв контролируемой цепи.

Изобретение относится к измерениям электрических и магнитных величин. Цель изобретения - повышение точности дозирования при различных режимах энергопотребления. Установку лимита расхода энергии осуществляют подачей электрического импульса на полупроводниковую структуру, вызывающего ее необратимый термоэлектрический пробой и проплавление тела кристалла перемычкой и электродного сплава. При этом , где Т время рассасывания перемычки; S площадь поперечного сечения перемычки, К - коэффициент, примерно равный 5-7; 1 - ток, протекающий через прибор. Затем измеряют остаточное сопротивление полупроводниковой структуры, трансформированной в дозатор электрической энергии, и ( последовательно включают его с нагрузкой потребителя. 5 ил. сл tc О5 со о 4;аь ел

Ом

O.Sit

0,t(8 0.32 0.16

0

0.5

1f.5

/

/

v МВт ч

Фиг. 2