Позистор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шут Виктор Николаевич Мозжаров Сергей Евгеньевич Ильющенко Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Позистор, содержащий терморезистивный чувствительный элемент, выполненный из полупроводниковой керамики на основе титаната бария и снабженный внешними металлическими электродами, отличающийся тем, что терморезистивный чувствительный элемент выполнен в виде тела вращения, представляющего собой объединение цилиндра и двух усеченных конусов, большие основания которых совпадают с основаниями цилиндра, а на меньшие основания нанесены металлические электроды. 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. 80642012.04.30 Существенным недостатком данного позистора является то, что он в силу присущих ему конструктивных особенностей подвержен так называемому эффекту расслоения,который заключается в том, что в процессе разогрева значительным по величине электрическим током возникающие в позисторе термоупругие растягивающие 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 обеспечит увеличение срока службы (количество циклов срабатывания) и тем самым повысит надежность позистора. Поставленная техническая задача решается за счет того, что при использовании существенных признаков известного позистора, который содержит терморезистивный чувствительный элемент, выполненный из полупроводниковой керамики на основе титаната бария и снабженный внешними металлическими электродами, в соответствии с полезной моделью терморезистивный чувствительный элемент выполнен в виде тела вращения,представляющего собой объединение цилиндра и двух усеченных конусов, большие основания которых совпадают с основаниями цилиндра, а на меньшие основания нанесены металлические электроды. 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, за счет уменьшения площади позисторной керамики в приэлектродных областях, плотность тока здесь больше, чем в центральной области. Теплогенерация в приэлектродных областях в процессе разогрева увеличивается, что приводит к уменьшению максимальных напряжений в центре боковой поверхности, обеспечивая тем самым достижение заявляемого технического результата, что свидетельствует о возможности промышленной применимости полезной модели. Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой представлен поперечный разрез заявляемого позистора. Предлагаемый позистор (фигура) состоит из термочувствительного элемента 1 и электродов 2. Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. При протекании тока через керамический элемент 1 вследствие омического нагрева,его температура возрастает. При этом повышенная теплогенерация приэлектродных слоев за счет более высокой плотности тока компенсирует влияние холодных электродов 2 на распределение температуры по толщине позистора, тем самым уменьшая перепад температурного поля по толщине керамики. 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 (до двух раз). Была изготовлена партия позисторов в соответствии с заявляемой полезной моделью. Заявляемая форма термочувствительного элемента получена галтовкой элементов цилиндрической формы. Высота конусных частей элемента после такой обработки составила 150 мкм. Испытания показали увеличение устойчивости данной партии позисторов к токовым нагрузкам на 22 . Таким образом, 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.