Способ управления симметризатором трехфазной четырехпроводной сети

(51)5 Н 02 3 3/26 ПИСАНИ БРЕТ ЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ(72) М,Я.Минц и56) Авторское с5 Ч 259408, кл. НАвторское сВ 1714746, кл, Н л. М 39В,Н.Чинковидетельство СССР02 3 3/26, 1985.идетельство СССР02 3 3/26, 1989. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИММЕТРИЗАТОРОМ ТРЕХФАЗНОЙ ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОЙ СЕТИ(57) Использование: в электротехнике, в симметрокомпенсирующих устройствах или симметризаторах для симметрирования токов и компенсации реактивной мощности. Сущность: формируют шесть информативных сигналов, пропорциональных несимметричным частям проводимостей элементов симметризатора, соединенных в звезду и в треугольник, по три информативИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в симметрокомпенсирующих устройствах или симметризаторах, предназначенных для симметрирования токов и компенсации реактивной мощности, в общем случае несимметричной нагрузки четырехпроводной трехфазной сети.Известен способ управления симметризатором трехфазной четырехпроводной сети, заключающийся в автоматическом регулировании проводимостей шестиэлементного симметризатора путем воздействия на него шести управляющих сигналов, которые формируют по измеренным значениям активной и реактивной мощностей н ых сигнала каждой из двух групп сравнивают между собой и располагают их в порядке возрастания уровней, а затем информативные сигналы второй группы сравнивают по уровню со средним уровнем сигналов первой группы и по результатам сравнения находят оптимальное значение симметричной части симметризатора, соединенного в звезду, по которому определяют оптимальное значение симметричной части симметризатора, соединенного в треугольник.Таким образом ранжируют три информативных сигнала в каждой из двух групп в отдельности и определяют оптимальные значения проводимостей обеих симметричных частей симметризатора, обеспечивающих минимальную по модулю суммарную реактивную проводимость, путем сравнения информативных сигналов второй группы со средним по уровню информативным сигналом первой группы. 1 ил, С: фаз, а также средней активной мощности ИНедостаток этого способа состоит в том, что он не обеспечивает ни минимальной суммарной установленной реактивной мощности, ни минимальной суммарной реактивной проводимости симметризатора, что приводит к его неоптимальным эксплуатационным режимам работы и конструктивным параметрам, а все это связано с дополнительными зкономическими затратами..Известен также способ управления симметризатором трехфазной четырехпроводной сети, состоящим из шести реактивных элементов, три их которых соединены в, 3 17696 слоем диоксида Формируют слой поликристаллического кремния и создают маску из Фоторезиста с окнами для Формирования контактов и затворов, Далее используя метод вакуумного осаждения последовательно наносят слой силицида тугоплавкого металла (Со, У, Тх, Та, ИЬ, Мо, 1 г, Ю), слой поликристаллического кремния, тонкий барьерный слой И (не взаимодействующий с 30 в процессе термообработки при Т = = 650-700 С) и маскирующий слой металла (И, Ре, Со, Иц), не образующих летучие галогены в процессе последую щ:- го реактивного ионного травления нижнего слоя поликремния.После этого растворяют Фоторезист, при этом удаляют вь 1 росшие нэ маске слои, Затем выполняют травление нижнего слоя поликремния, создают области стока, истока, проводят необходимые термообработки, удаляют маскирующий слой металла, барьерный слой металла У и слой поликремния, после чего Формируют за 25 щитные слои и межсоединения.Недостатки аналога - сложная технология с использованием маски металла и барьерного слоя, низкая планаризация поверхности, наличие термических напряжений, вызывающих деградацию ха" рактеристик БИГ, наличие термических обработок отрицательно влияет на параметры интегральных схем с одной сто" роны и не обеспечивает низкого сопро. тивления на обратной стороне кремниевой пластины с другой стороны Б качестве прототипа к заявленному техническому решению может быть авторское свидетельство СГГР Р 1623193,40 кл, Н 01 1, 21/18, 1990 г, "Способ изготовления больших интегральных схем", Согласно данного прототипа с целью повышения качества схем за счет снижения уровня механических напряжений на границе структура-корпус и снижения переходного сопротивления этой границы на обратной стороне кремниевой пластины со структурами Формируют соедини" тельный слой путем нанесения слоя поликремния толщиной 0,5-3 мкм, последующего выполнения в нем методом ФотолитограФии Б-образных канавок с шагом 10"15 мкм на глубину слоя поликремния, после чего наносят слой полицида, ГлоФ , полицида Формируют путем магнетронного распыления мишени кремний-тугоплавкий металл толщиной 0,1-0,5 мкм 33 4с последующим отжигом при 500-950 Гв инертной атмосФереНедостатки прототипа - в данномспособе для металлизации структур БИГиспользуется алюминиевая металлизэция,которая не обеспечивает стойкости ккоррозии и электромиграции, Кроме того в технологическом процессе Формирования полицидной пленки на обратнойстороне используют мишени сплава кремний - тугоплавкий металл, изготовление которого вызывает большие затруднения из-за исходной чистоты применяемых материалов для изготовления мишенейЦель изобретения - устранить вышеперечисленные недостатки прототипа,обеспечить одновременное Формированиеконтактно-металлизированной системына рабочей поверхности пластины с хорошей ппанарностью и на обратной стороне пластины низкого сопротивленияконтакта при монтаже кристаллов в корпус или ленточный носитель для интегральных схем, имеющих смещение на подложкуПоставленная цель достигается следующим образом,После Формирования областей базы,коллектора и эмиттера для обеспечения высокой стабильности электричес ких параметров интегральных схем производится геттерирование примесей изокисных слоев и границы разд ла Б 1 Б 10 ок.инитридом кремния и обеспечивается следующим образом После завершения второй стадии эмиттерной диФФузии проводится окисление пластинытолщиной 0,15,0,35 мкм при температуре 950 С. Затем после обработкипластин производится выращивание геттерирующего слоя оксинитрида кремниявысокочастотным плазменным распылениемкремниевой мишени в плазме азота намодернизированной установке Пратория",Пбеспечение геттерирующих свойствпленки оксинитрида-кремния обеспечивается применением легированной боромили ФосФором мишени из кремния КДБ илиКЭФ с удельным сопротивлением от0,01 См до 10 Пм см для КДБ) и,5 Омсм (для КЭЙ), что позволяетприблизить коэФФициент термическогорасширения пленки оксинитрида кремниядо коэФФициента термического расширения пленки ФосФоросиликатного стекла,сФормированного после окисления эмит 1771033татам: приЬоаг оптимальное значение осуществляется путем сравнения трех сигвеличины Ьо единственно и равно Ьо п = О, наловсо средним по уровню сигналов из а приЬоаг имеется область оптималь- . группы ф 1 = , причем в зависимости от их ныхзначений 0 Ьооп,Ьо-аг,при- соотношения в качестве Ь, может быть чем величина аг выбирается из условия 5 принят различный уровень сигнала, либо агЧ - Ьо . ЬооптЬ либо ЬооптЬ, либо Ьоопт =Обратим внимание на одно важное дляпрактики обстоятельство. Нижняя граница Изобретение иллюстрируется приме- области значенийЬо 1, обеспечивающих на- ром устройства, структурная схема которого именьшее значение суммарной по модулю приведена на чертеже.реактивной мощности в известном изобре- Устройство содержит датчик 1 приращетении 2, совпадают с верхней границей ний проводимостей, сумматоры 2, 3, 4, 5, 6, значенияЬо , соответствующего наимень, 8, 910, компаратор 11, вычитатель 12, шему значению суммарной по модулю реак- линейные усилители 13, 14, 15, 16, 17, 18, тивной проводимости в данном симметризатор 19.изобретении. Из этого следует важный вы- Датчик 1 приращений проводимостей вод о том, что значения Ьоо находящиеся служит для получения приращений провона указанной границе, одновременно удав- димостей ЬЬ и ЬЬ, Он может быть построен летворяют как минимуму мощности, так и на измерении либо фазных токов в трехфазминимуму проводимости симметризатора. ной сети, либо их симметричных составляюКроме того, отметим следующее. Наи- щих, либо активных и реактивных меньшее значение суммарной по модулю мощностей и трехфазной сети, как это дела- реактивной проводимости элементов сим- ется в известных изобретениях. Этот датчик метиризатора при неизменной нагрузке мо- включает в себя, в зависимости от принципа жет быть реализовано пятиэлементным построения, как первичные измерительные симметризатором, параметры которого оп- преобразователи (например, либо фазочувределяются и перестраиваются в процессе ствительные выпрямители, либо измеритесимметрирования, но схема его сохраняет- ли коэффициентов Фурье основных ся, При меняющейся нагрузке для каждого гармоник токов, либо фильтры симметричее конкретного значения схема симметри- ных составляющих. либо датчик мощностей, затора также будет пятиэлементной, но с а также датчики напряжений), так и функциотсутствующими элементами, вообще гово- ональныеузлыдля обработки выходныхсигря, в разных ветвях, Если заданы пределы, налов первичных измерительных преобра- в которых меняются параметры нагрузки,то зователей, к которым относятся различные значения симметричной части симметриза- операционные блоки, Сумматоры 2, 3. 4, 5, тора величины Ьо и Ьо ) определяются для 6, 7, 8, 9, 10 и вь 1 читатель 12 могут быть наиболее неблагоприятного сочетания па- выполнены по известным схемам на операраметров нагрузки, на этапе проектирова- ционных усилителях, в том числе и в интегния симметризатора и в режиме ральномисполнении. Компаратор 11 служит симметрирования не меняются, В этом слу- для ранжирования трех сигналов ф и трех чае несколько упрощается алгоритм работы сигналов ц по уровню в каждой из двух симметризатора за счет устранения оперп- групп, последующего сравнения уровней ции ранжирования величин ф и ц, но сим сигналовс уровнем сигнала г и формиметризатор является шестиэлементным, 5 рования сигнала, пропорционального проТаким образом, основное отличие изо- водимости Ьо, Он, в частности, может быть бретения от прототипа состоит в следую- выполнен на основе многоканального комщем, В прототипе ранжируют по уровню в мутатора аналоговых сигналов, в том числе один ряд все шесть сигналов ф и у путем в интегральном исполнении, например 564 сравнения их между собой, выделяют ин КТЗ, КР 590 КН 1, К 591 КН 1, 543 КН 1, 543 тервал (или диапазон) между третьим и чет- КН 2, 590 КН 4, К 1104 КН 1, и однокристалльвертым уровнями сигналов из полученного ной миниЭВМ типа КМ 1813 ВЕ 1 с аналого- ряда и любой уровень сигнала из этого ин- выми устройствами ввода-вывода, тервала принимают в качестве оптимально- Симметризатор 19 выполнен по одной из го значения проводимости Ьо, . В данном 55 типовых схем и содержит шесть реактивных изобретенииранжируютпоуровнюсигналы элементов, три из которых соединены в в каждой из двух групп ; и ) в отдельности. звезду, а три - в трехугольник.Отличается и принцип выбора уровня сигна- Датчик 1 приращений проводимостей ла, пропорционального оптимальному зна- подключен к трехфазной сети, три его выхочению пРоводимости Ьо котоРый да, пеРвый, втоРой и тРетий, соеДинвны Спервыми входами сумматоров 2, 3, 4, вторые входы которых объединены между собой и с входом суммирования вычитателя 12 в одну точку, на которую подается постоянное напряжение Чо, пропорциональное проводиости Ьо.Выходы сумматоров 2, 3, 4 подключены к трем точкам, каждая из которых объединяет соответственно первый, второй и третий входы компаратора 11 и первые входы сумматоров 5, 6. 7, вторые входы которых обьединены между собой и подключены к выходу вычитателя 12, Три других выхода датчика 1, четвертый, пятый и шестой. подключены к трем точкам. каждая из которых объединяет соответственно четвертый, пятый, шестой входы компаратора 11 и первые входы сумматоров 8, 9, 10, вторые входы которых абьединены между собой и с входом вычитания вычитателя 12 в одну точку, подключенную к выходу кампаратора 11. Выходы сумматоров 5, б. 7, 8, 9, 10 соединены через линейные усилители 13, 14, 15, 16, 17, 18 с входами симметризатора 19,Устройство работает следующим образам.На выходах датчика 1 приращений проводимостей образуется шесть постоянных напряжений, уровни которых пропорциональны приращениям проводимостей ЬЬ и ЛЬ, Напряжения, пропорциональные приращениям проводимостей ЛЬ, с первого, второго и третьего выходов датчика 1 поступают на первые входы сумматоров 2, 3, 4 соответственно. На вторые входы этих сумматоров и вход суммирования вычитателя 12, подается постоянное. строго заданное напряжение Оо, пропорциональное проводимости Ьо, заранее рассчитанной по коэффициенту мощности сазр. На выходах сумматоров образуются постоянные напряжения, пропорциональные проводимостям у= 3 ЛЬк+ Ьо, которые поступают на компаратор 11 по первому, второму и третьему его входам и на первые входы сумматоров 5, 6, 7 соответственно, Напряжения, пропорциональные проводимостям ЬЬь с четвертого, пятого и шестого выходов датчика 1 приращений проводимостей подаотся соответственно на четвертый, пятый и шестой входы компаратора 11 и на первые входы сумматоров 8,9, 10,Компаратор 11 по сигналу "Пуск", задаваемому либо от внешнего, либо от внутреннего тактового генератора, проводит сравнение сначала уровней трех входных сигналов. пропорциональных проводимостям ф, а затем уровней трех входных сигналов, пропорциональных проводимостям д и ранжирует сигналы каждой из двух групп, После этого уровни сигналов , сравниваются с уровнем сигнала ри по результатам этого сравнения на выходе компаратора 11 5 формируется постоянное напряжение, пропорциональное проводимости Ьо, Это напряжение подается на вход вычитания вычитателя 12 и на вторые входы сумматоров 8, 9, 10. На выходе вычитателя 12 обра зуется напряжение, пропорциональноепроводимости Ьоо = (Ьо - Ьо)/3, которое поступает на вторые входы сумматоров 5, 6, 7.На выходах сумматоров 5, 6, 7 образуются напряжения, пропорциональные проводи мастям Ь = Ьо+ ЬЬь а на выходах сумматоров 8, 9, 10 - напряжения, пропорциональные проводимостям Ь =- Ьо+ЬЬь Напряжения с выходов сумматоров 5, б, 7, 8, 9, 10 подаются через линейные усилители 13, 14, 20 15, 16, 17, 18 на симметризатар 19, в котором производится изменение параметров реакти-ных элементов, обеспечивающее симметриравание токов и поддержание требуемого коэффициента мощности, в том чис ле созр= 1, т,е, полную компенсацио реактивной мощности.Формула изобретения Способ управления симметризаторомтрехфазной четырехпроводной сети, состо ящим из шести реактивных элементов, трииз которых соединены в звезду, а три других - в треугольник, заключающийся в формировании трех информативных сигналов ф = - Л Ьь пропорциональных несимметричным частям проводимостей элементов симметризатора ЬЬь соединенных в звезду, гдепринимает значения А, В, С, и трех информативных сигналов, пропорциональных проводимостям р = Ьо + 3 Ь Ь, где Ьо 40 - заданная проводимость симметричной части симметризатора, определяемая требуемым коэффициентом мощности, Жэков несимметричные части проводимостей элементов симметризатора, соединенных в 45 треугольник, где К принимает значения АВ,ВС, СА, по шести информативным сигналамФ Цк формируют шесть управляющих сигналов элементами симметризатора, пропорциональных проводимостям Ь = Ьо+ ЛЬ, Ьк = Ьо + ЛЬк, где Ьо - проводимости сим,метричной части симметризатора, соединенной в звезду. Ьо - проводимости симметричной части симметризатора, ссединенной в треугольник, причем Ьо = (Ьо -1Ьо)/3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения минимальной по модулю суммарной реактивной проводимости симметризатора, информативные сигналы каждой из двух группи ц сравниваат межд со1769633 10 формула изобретения 2, Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что прокисление полицидной пленки проводят при температуре 950-1000 С через пленку нитрида кремния,Составитель Г,ЗапорожскаяТехред 1. Иоргентал Корректор Л,Ливринц Редактор В,Трубченко Заказ 3681 ОСП тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям .и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская ьсаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 разводка устраняет коррозию и электромиграцию, повышает стабильность электрических параметров ИСПрименение такого способа создания контактно-металлизированной системы5 позволяет повысить качество и надежность параметров ИС, исключить из производства применение драгметаллов для монтажа кристаллов в корпус или ленточный носитель, заменить их на проводя- ф щие клеи и пасты. 15 1, Способ Формирования контактно-ме- таллизированной системы в интегральных схемах, включающий нанесение на обратную сторону подложки с активными структурами слоя поликристаллического 20 кремния, Формирование с помощью Фотолитографии У-образного рельефа на обратной стороне, снятие Фоторезиста, Формирование полицидной пленки на обратной стороне подложки с последующей 25 термообработкой, Формирование уровняметаллизации на лицевой стороне подложки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения стабильностиэлектрических параметров интегральныхсхем, слой поликристаллического кремния наносят одновременно на обе стороны подложки с активными структурамиа после снятия Фоторезиста на обе стороны осаждают слой титана, проводятхимическую обработку и напыляют с двухсторон подложки пленку нитрида кремния, а термообработку пров.дят в кислородсодержащей среде до полного прокисления полицидной пленки, после чего .вскрывают контактные окна к уровнюметаллиэации и удаляют с обратнойстороны пленку нитрида кремния.