Позистор

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шут Виктор Николаевич Гаврилов Алексей Викторович Мозжаров Сергей Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Позистор, содержащий терморезистивный чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрической или иной геометрической формы пластины полупроводниковой керамики на основе титаната бария, снабженной внешними металлическими электродами,отличающийся тем, что в нем терморезистивный чувствительный элемент выполнен как минимум трехслойным с нечетным количеством слоев, при этом каждый приэлектродный слой выполнен из керамического материала с более высокими удельным сопротивлением и температурой Кюри, чем центральный слой. Полезная модель относится к электротехнике, в частности к терморезисторам прямого подогрева с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторам), и может быть использована для получения позисторных элементов защиты от токовых перегрузок. Известно наиболее близкое по технической сути к полезной модели устройство позистора дисковой формы (радиусом 5 мм и высотой 3 мм), содержащего чувствительный элемент, выполненный на основе позисторной полупроводниковой керамики титаната бария (с температурой переключения (температурой Кюри) 120 С и удельным сопротивлением, при 25 С равным 0,26-0,39 Ом), и металлические электроды 1. Существенным недостатком данного позистора является то, что он в силу присущих ему конструктивных особенностей, например наличия однослойного терморезистивного чувствительного элемента, обладает эффектом расслоения, который заключается в том,56612009.10.30 что в процессе разогрева значительным по величине электрическим током, возникающие в позисторе термоупругие напряжения приводят к раскалыванию позистора на две почти равные половины по плоскости, параллельной электродам. Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание позистора, позволяющего снизить максимальные растягивающие температурные напряжения в процессе нагрева электрическим током, что позволит увеличить срок его службы (количество циклов срабатывания). Поставленная техническая задача решается за счет того, что при использовании существенных признаков известного позистора, который содержит терморезистивный чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрической или иной геометрической формы пластины полупроводниковой керамики на основе титаната бария, снабженной внешними металлическими электродами, в соответствии с полезной моделью, терморезистивный чувствительный элемент выполнен как минимум трехслойным с нечетным количеством слоев, при этом каждый приэлектродный слой выполнен из керамического материала с более высокими удельным сопротивлением и температурой Кюри, чем центральный слой. Сопоставительный анализ предлагаемого позистора с прототипом показывает, что он отличается от известного решения конструктивным исполнением терморезистивного чувствительного элемента, что свидетельствует о наличии признаков, отличающих полезную модель от прототипа. В данном случае наличие многослойного терморезистивного чувствительного элемента,приэлектродные слои которого имеют более высокое удельное сопротивление и температуру Кюри, чем центральный слой, обеспечивает достижение заявляемого технического результата, что свидетельствует о возможности промышленной применимости полезной модели. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре представлен поперечный разрез заявляемого позистора. Позистор (фигура) содержит основной (центральный) слой позисторной керамики (1),к основаниям которого примыкают приэлектродные слои (2) позисторной керамики,имеющие большее удельное сопротивление (при 25 С) и температуру переключения, чем центральный слой (1) электроды (3), нанесенные на основания керамической пластины. Полезная модель работает следующим образом. При протекании тока через керамический элемент, вследствие омического нагрева, его температура возрастает. При этом повышенная теплогенерация приэлектродных слоев (2) за счет более высокого удельного сопротивления компенсирует влияние холодных электродов на распределение температуры по толщине позистора, тем самым уменьшая перепад температурного поля керамики в приэлектродной области. После нагрева керамического элемента выше температуры Кюри центрального слоя (1) удельное сопротивление центрального слоя (1) становится выше, чем у приэлектродных слоев (2), имеющих более высокую температуру Кюри. Следовательно, на данном этапе нагрева позистора распределение температуры определяется теплогенерацией центрального слоя, что исключает значительную несимметрию и неоднородность распределения температуры по толщине позистора из-за возможного различия свойств приэлектродных слоев (толщина, удельное сопротивление,теплоотдача через электрод). Таким образом, достигается более однородное распределение температуры по толщине позистора в процессе его нагрева, вследствие чего у заявляемого позистора максимальные растягивающие температурные напряжения значительно меньше по величине, чем у прототипа. Экспериментально подтверждено, что предложенная конструкция устройства может быть использована в схемах защиты от токовых перегрузок и перенапряжения, а также в других схемах, использующих релейный эффект терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.