Конденсатор переменной емкости

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Союетсиик Социалистических Республик(43) Опубликовано 0506.78. Бюллетень21 Гаеудеретеенный ноюнтетСонете Мнннатрое 666 Рно делаю неооретеннйн отнрмтнй(45) Дата опубликования описания 15,0578(54) КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ Так как температура диэлектрика зависит от температуры окружающей среды, то колебания последней в процессе работы также вызывает колебания емкости конденсатора,Цель изобретения - расширение диапазона изменения емкости и уменьшение влияния колебаний температуры -о достигается тем, что в конденсатор переменной емкости, между плоскими сторонами обкладок которого расположен термочувствительный диэлектрик, введен элемент Пельтье, одна из сторон которого является обкладкой конденсатора, причем между элементом Пельтье и обкладкой конденсатора расположена прокладка из окиси бериллия, метал- лизированная с одной стороны и при-мыкающая неметаллизированной стороной к стороне элемента Пельтье. 1 О На фиг. 1,изображен конденсатор переменной емкости, имеющий, как минимум, две обкладки 1 и 2, между которыми помещен диэлектрик 3, диэлектрическая проницаемость которого зависит от температуры, причем обкладка 1, на которую нанесен диэлектрик, одновременно является одной из сторон/ элемента Пельтье - термобатареи 4Изобретение относится к полупро-водниковым приборам, изменяющим свои электрические параметры при воздействии управляющего сигнала, в частности, к электрическим конденсаторам переменной емкости, изменяющим свою емкость при воздействии внешнего сигнала.Известен конденсатор переменной емкости, для изменения емкости которого необходим электрический нагрев одной из пластин. Находящийся между пластинами диэлектрик, нагреваясь, изменяет диэлектрическую проницаемость 1) . К недостаткам этого конденсатора следует отнести незначительный предел изменения емкости. При температуре окружающей среды, близкой к предель но допустимой температуре работы диэлектрика, управляющую пластину можно нагревать на небольшую величину относительно окружающей среды, что, в свою очередь, влечет за собой неэна чительное изменение емкости конден:сатбра. Изменение температуры диэлек,трика в невключенном состоянии вызывает "дрейф начального значения емкости. 3) у рЙ,Каждая из обкладок конденсатора имеетвыводы 5 и 6 в виде навесного монтажа.На фиг. 2 представлен конденсатор переменной емкости, у которого длярасширения рабочих значений получаемых5емкостей обе обкладки 1 и 7 термобатареи 4 одновременно являются пластинами двух секций конденсатора, причемдиэлектрик 3, нанесенный на холодную обкладку 1 термобатареи, имеетположительную, а диэлектрик 8, нанесенный на горячую сторону обкладки 7,имеет отрицательную зависимость коэффициента диэлектрической проницаемости от температуры; каждая из обкладок конденсатора имеет отдельный внешнийвывод. (5, 6, 9 и 10) в виде навесногомонтажа.Для того чтобы колебания температуры окружающей среды меньше влиялина работу устройства, а также дляобеспечения устойчивости к ударным ивибрационным нагрузкам, конденсатор помещен в корпус 11 из жесткого теплоизоляционного материала, напримерпенополиуретана.На фиг. 3 представлен вариант гальванической развязки коммутационных пластин полупроводниковых элементов 12 элемента 4 и обкладок конденсатора, например, обкладки 1, уста- Зновкой между ними электроизоляционнойпрокладки 13 высокой теплопруодности, например, из окиси бериллия, накоторую нанесен слой металлизации 14.35На фиг. 4 представлен вариант исполнения многосекционного конденсатора переменной емкостиУ .него как минимум на два полупроводниковых элемента 15 термобатареи по периметру на длине, имеющей температуру, равную тем пературе коммутационных пластин 12 термобатареи, и примыкающей к соответствующему торцу полупроводникового элемента, ненесен термочувствительиый диэлектрик 16, на котором выполнена 45 пластина конденсатора 17, например, методом металлизации. Второй пластиной кокденсатора служит поверхность полупроводникового элемента 15, а электрические выводы устройства. выполнены 50 в виде печатного монтажа 18 между коммутационными пластинами 12.Устройство работает следукарм образом (Еиг . 1) .При подаче питающего напряжения соответствующей величины и полярности на термобатарев 4, сторона последней, являющаяся одновременно одной из обкладок 1 конденсатора, охлаждается и охлаждает нанесенный на нее диэлектрик 3, которнй в зависимости от сте- пени охлаждения изменяет свою диэлектрическую проницаемость, что приводит к изменению емкости конденсатора. Электрический сигиал с конденсатора снимается при поиоаи выводов 5 и 6. 65,У конденсатора с расширенным диапазоном рабочих значений получаемых ем-.костей при работе термообатареи 4диэлектрик 3, нанесенный на холодную сторону термобатареи, охлаждается, а диэлектрик 8, нанесенный нагорячую сторону термобатареи, нагревается, но, так как диэлектрики 3и 8 имеют. различные по знакам зависимости изменения емкости от температуры, емкость обеих секций конденсатора изменяет свою величину в однусторону (увеличивает или уменьшает -в зависимости от полярности питающего термобатарею напряжения)С целью обеспечения грубой и точной регулировки емкости конденсатора,термоэлектрическая батарея, являющаясяуправляющим элементом устройства, выполнена в виде секций с отдельнымиэлектрическими выводами,Для коммутации секций термобатареи, соответствующей достижению необходимой глубины охлаждения холодной стороны термобатареи (или нагреву горячей стороны), т.е. изменению емкости конденсатора, использует-ся коммутационное устройство, напри. -мер электронный ключ с количествомвыходов, соответствующим количествусекций.Соответствующие секции термобатареи подключаются к источнику питанияс помощью электронного ключа при подаче на вход последнего управляющегонапряжения.При работе термобатареи возникаетпостоянное электрическое поле вдольполупроводниковых элементов и коммутационных пластин, Для уменьшениявлияния этого поля на точность работыконденсатора секции термобатареи включены бифилярно, т,е. параллельно расположенные секции в батарее коммутируются так, что направление тока питания этих секций имеет противоположное направление. Возникающие при этомэлектрические поля имеют противоположные направления и взаимно уничтожаются. Иногосекционный конденсатор (Еиг.4) работает следующим образом.При подаче питания на термобатарею 4 на соответствующих р- П переходах полупроводниковых элементов 15 батареи поглощается .(выделяется) тепло Пельтье, что вызывает охлаждение (нагрев) части полупроводниковых элементов и коммутационных пластин 12. В резуль" тате диэлектрик 16, нанесенный на эту часть полупроводникового элемента 15, .охлаждается (нагревается), что вызывает изменение его диэлектрической проницаемости и емкости конденсатора.Секции многосекционного конденсатора переменной емкости коммутируются через проводники, выполненные методом печатного монтажа, при помощи комму"610197 Формула изобретения 25 г 3 4 Зо Риг. Г СоставитеРедактор Б. Федотов ТехредА.В П. Лягинан КорректорА. Лакида3022/42 Тираж ЦНИИПИ Государственногопо делам изоб113035 г Москва Ж60 митета тений и а ская а одписноевета Министкрытийаб. д. 4 ов СССР Хш Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаятационного устройства, например электромагнитных реле. Использсвание изобретения позволяет при сохранении габаритов устройст- .5 ва в несколько раэ расширить диапазон . рабочих значений емкости конденсатора, повысить его устойчивость к воздействию ударных и вибрационных нагрузок, расширить диапазон рабочих тем- р ператур окружающей среды, а также по-, высить точность настройки. Кроме того., предлагаемый конденсатор имеет возможность изменять емкость по требуемому закону как во времени, так и по величине. Данная конструкция конденсатора переменной емкости является серийноспособной, позволяет максимально механизировать производство и снизить себестоимость изготовления приблизительно вдвое. 1. Конденсатор переменной емкости, между плоскими сторонами обкла-.док которого расположен термочувствительный диэлектрик, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона изменения емкости иуменьшения влияния колебаний температуры, в него введен элемент Пельтье,одна из сторон которого является обкладкой конденсатора.2. Конденсатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что между элементом Пельтье и обкладкой конденсатора расположена прокладка из.окисибериллия, металлизированная с однойстороны и примыкающая неметаллиэированной стороной к стороне элементаПельтье.Источники инФормации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент СИА Р 3257607, кл. 323-93, 1968,