RU124856U1 - Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы - Google Patents
Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы Download PDFInfo
- Publication number
- RU124856U1 RU124856U1 RU2012140153/07U RU2012140153U RU124856U1 RU 124856 U1 RU124856 U1 RU 124856U1 RU 2012140153/07 U RU2012140153/07 U RU 2012140153/07U RU 2012140153 U RU2012140153 U RU 2012140153U RU 124856 U1 RU124856 U1 RU 124856U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- output
- power supply
- primary converter
- junctions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы, содержащий изолирующий корпус, внутри которого размещен первичный преобразователь на основе полупроводниковой структуры с p-n-переходами с нанесенным на ее поверхность изотопомNi, соединенный с двумя выходными контактами, расположенными на корпусе, отличающийся тем, что первичный преобразователь содержит набор полупроводниковых структур с p-n-переходами, включенных последовательно, выход которого соединен с инвертором напряжения, преобразующим постоянное напряжение в переменное, и умножителем, напряжение с которого поступает на импульсный генератор, выход которого соединен с выходными контактами.
Description
Полезная модель относится к энергетике и может быть использована для преобразования радиоактивной энергии в электрическую.
Известна ядерная батарея (Пат. US №8134216 B2), способная работать в сложных климатических условиях продолжительное время. В качестве бетавольтаической ячейки используется SiC диод с нанесенным на поверхность рn-перехода бета-источником, например Т, 63Ni, 174Pm, поскольку они могут быть получены в количествах, достаточных для поддержания высоких объемов производства батарей питания. Для повышения эффективности ядерной батареи поверхность диода модифицируют путем вытравливания канальцев размером около 300 нм куда помещают бета-изотопы, таким образом, повышается контактная площадь изотопа с диодом. В результате облучения поверхности диода бета-частицами происходит генерация электронно-дырочных пар.
Основным недостатком батареи является то, что для увеличения генерации электронно-дырочных пар в диоде делают небольшие каналы, в которые помещают изотопы, что усложняет конструкцию батареи. Кроме того такая батарея не является источником переменного или импульсного напряжения.
Известно, что для получения переменного напряжения от источника постоянного напряжения применяется инвертор (Раскин, Л.Я. Стабилизированные автономные инверторы тока на тиристорах / Л.Я.Раскин. - Энергия, 1970. - 96 с.). Работа инвертора основана на том периодическом прерывании тока с помощью вентилей, в качестве которых используют тиристоры, МОП-транзисторы, биполярные транзисторы с изолированным затвором и др.
Недостатками известных инверторов (Пат. RU 2456737 C1, RU 119546 U1, RU 2168825 C1) являются значительные входные напряжения при которых инвертор начинает работать, наличие трансформаторов и большие масса габаритные показатели.
Известны умножители напряжения на коммутируемых конденсаторах, позволяющие получить от переменного напряжение - высоковольтное постоянное за счет свойств конденсаторов накапливать и в течение некоторого времени сохранять электрическую энергию. Главный недостаток умножителей напряжения - малая сила тока на выходе. Кроме того, при добавлении большого числа конденсаторов в умножитель напряжение на выходе может быть ниже ожидаемого (Дольник, А.Г. Выпрямители с умножением напряжения / А.Г.Дольнико. - ГОСЭНЕРГОИЗДАТ. - 1952. - 35 с.).
Задачей предлагаемой полезной модели является создание автономных импульсных источников электрической энергии.
Техническим результатом модели является получение переменного выходного напряжения.
Предлагаемый автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы содержит первичный преобразователь на основе полупроводниковой структуры с p-n-переходами с нанесенным на ее поверхность изотопом 63Ni, к которому подключен инвертор, умножитель напряжения и импульсный генератор.
Сущность полезной модели заключается в следующем. В первичном преобразователе под воздействием бета электронов испускаемых источником Ni63 в p-n-структуре в области пространственного заряда генерируются электронно-дырочные пары. За счет встроенного электрического поля в области пространственного заряда происходит разделение заряда. На выходе первичного преобразователя таким образом образуется разность потенциалов. Значения этого потенциала в лучших случаях достигают нескольких милливольт, что не достаточно для работы современных инверторов постоянного напряжения в переменное. Для повышения напряжения на выходе первичного преобразователя предлагается использовать батарею из последовательно включенных p-n-структур с нанесенным на их поверхность радиоизотопом. Количество структур в батарее определяется необходимым значением напряжения на выходе. В данном случае это значение составляет величину порядка 0,4 В. При этом уровне выходного напряжения на первичном преобразователе возможно подключение к нему упрощенной схемы инвертора, порог срабатывания которого равен 0,3 В. В результате на выходе инвертора возможно получение переменного напряжения. Для повышения уровня выходного напряжения и тока в схему импульсного радиационно-стимулированного источника на выход добавлен умножитель напряжения (фиг.1). Применение умножителя напряжения позволяет получить преобразование импульсного низкого напряжения в высокое постоянное напряжения. А добавление импульсного генератора работающего на малых напряжениях позволяет получить на выходе радиационно-стимулированного источника импульсы напряжения до нескольких вольт и тока амплитудой до сотен миллиампер.
Конструктивно предлагаемый автономный импульсный источник электрического питания с применением бета-источника 63Ni (фиг.2) представляет собой герметичный алюминиевый корпус с выведенными внешними контактами для подключения полезной нагрузки. Внутри металлического корпуса (5) помещен модуль радиоизотопного первичного преобразователя (1), представляющий собой батарею кремниевых диодов с нанесенным на поверхность pn-перехода бета-источником и электронное устройство (2), включающее инвертор, умножитель напряжения и импульсный генератор, обеспечивающее формирование импульсного напряжения на выходе. Импульсное напряжение с выхода устройства коммутации поступает на выходные контакты (3), расположенные на внешней стенке корпуса. Электрическое подключение выхода модуля радиоизотопного преобразователя (1) к входу электронного устройства (2) осуществляется с использованием провода (4). Размещенные указанным образом внутри корпуса и электрически соединенные компоненты заливаются компаундом и герметично закрываются верхней алюминиевой крышкой (6).
Таким образом, автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы содержащий первичный преобразователь на основе полупроводниковой структуры с p-n-переходами с нанесенным на ее поверхность изотопом 63Ni позволяет увеличивать напряжение на выходе источника до величины 180 мВ (фиг.3) и ток на нагрузке с 0.1 мА до 200 мА (фиг.4).
Claims (1)
- Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы, содержащий изолирующий корпус, внутри которого размещен первичный преобразователь на основе полупроводниковой структуры с p-n-переходами с нанесенным на ее поверхность изотопом 63Ni, соединенный с двумя выходными контактами, расположенными на корпусе, отличающийся тем, что первичный преобразователь содержит набор полупроводниковых структур с p-n-переходами, включенных последовательно, выход которого соединен с инвертором напряжения, преобразующим постоянное напряжение в переменное, и умножителем, напряжение с которого поступает на импульсный генератор, выход которого соединен с выходными контактами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140153/07U RU124856U1 (ru) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140153/07U RU124856U1 (ru) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU124856U1 true RU124856U1 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=49122010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012140153/07U RU124856U1 (ru) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU124856U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632588C1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-10-06 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Бета-вольтаическая батарея |
-
2012
- 2012-09-19 RU RU2012140153/07U patent/RU124856U1/ru active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632588C1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-10-06 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Бета-вольтаическая батарея |
WO2018026314A1 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Горно- Химический Комбинат" (Фгуп "Гхк") | Бета-вольтаическая батарея |
KR20190025671A (ko) * | 2016-08-04 | 2019-03-11 | 페더럴 스테이트 유니터리 엔터프라이즈 “마이닝 앤드 케미칼 컴바인”(에프에스유이 “엠씨씨”) | 베타전지 |
KR102134223B1 (ko) | 2016-08-04 | 2020-07-16 | 페더럴 스테이트 유니터리 엔터프라이즈 “마이닝 앤드 케미칼 컴바인”(에프에스유이 “엠씨씨”) | 베타전지 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8937360B1 (en) | Beta voltaic semiconductor diode fabricated from a radioisotope | |
US9099212B2 (en) | Low volumetric density betavoltaic power device | |
CN101552046B (zh) | 复合型同位素电池 | |
RU2704321C2 (ru) | Система электрического генератора | |
RU90612U1 (ru) | Источник электрического тока | |
RU124856U1 (ru) | Автономный импульсный источник электрического питания с длительным сроком службы | |
CN101645317B (zh) | 一种碳纳米管同位素电池 | |
Zahedi | Development of an electrical model for a PV/battery system for performance prediction | |
KR102134223B1 (ko) | 베타전지 | |
JP6154265B2 (ja) | 太陽光発電システム | |
KR101025795B1 (ko) | 전하 릴레이 인핸서 및 인핸서를 구비한 태양전지 시스템 | |
RU168184U1 (ru) | Планарный преобразователь ионизирующих излучений с накопительным конденсатором | |
Khalid et al. | Review of thyristor based grid tied inverters for solar PV applications | |
Rani et al. | A new multi level inverter topology for grid interconnection of PV systems | |
US6700298B1 (en) | Extremely-efficient, miniaturized, long-lived alpha-voltaic power source using liquid gallium | |
KR20150047182A (ko) | 커패시턴스를 이용한 미소전력 장치 | |
KR20150047181A (ko) | 베타전지 및 전고상 이차전지를 이용한 미소전력 장치 | |
RU2605758C1 (ru) | Источник электрического питания | |
KR101429169B1 (ko) | 비상용 태양광 발전장치 | |
KR20140098897A (ko) | 방사선 차폐재를 이용한 원자력 전지 | |
Ahmed et al. | Highly efficient mppt technique using model predictive control | |
CN216815614U (zh) | 一种具有高效整流功能的水表发电装置 | |
Sahu et al. | PV Modules Based Grid Connected System Using Matlab Simulation | |
Kang et al. | Trends in Betavoltaic Battery Technology | |
Yadav et al. | Analysis and Modeling of Photo-Voltaic (PV) Cell Power Generation System Using Simulink |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200920 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20211018 |