×
29.06.2018
218.016.68e1

РЕГУЛЯТОР ВЫХОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕТА-ВОЛЬТАИЧЕСКОЙ БАТАРЕИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для создания источников питания на основе полупроводниковых преобразователей с использованием бета-вольтаического эффекта. Сущность изобретения заключается в том, что регулятор содержит блоки ключевых и накопительных элементов, блок управления, включающий в себя преобразователь, стабилизатор напряжений, микроконтроллер и датчик температуры, где блок ключевых элементов соединен с контактами комплектов батареи и выполнен с возможностью коммутации комплектов к накопительным элементам, схема соединения ключевых элементов определяется блоком управления, выполненным с обратными связями по одному или нескольким каналам с выходом регулятора, с контактами одного или нескольких комплектов батареи и с датчиком температуры, установленным в стабилизаторе напряжения. Технический результат - обеспечение возможности управления и регулирования выходных электрических параметров батареи регулятором в процессе эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к атомной и полупроводниковой технике, в частности к созданию источников питания на основе полупроводниковых преобразователей с использованием бета-вольтаического эффекта.

Известные бета-вольтаические батареи, например по патенту US №8487392, МПК H01L 27/14, состоят из собранных в стопку комплектов, состоящих из полупроводниковых преобразователей, радиоизотопных, токопроводящих и изолирующих элементов, расположенных в корпусе в определенном порядке. При этом выходные электрические параметры батареи (напряжение и ток) определяются количеством комплектов и их последовательным или параллельным соединением, осуществляемым при сборке, и в процессе эксплуатации не могут изменяться. В то же время изменение выходных электрических параметров батареи в процессе их длительной эксплуатации может иметь принципиальное значение.

Известно адаптивное устройство накопления энергии с первичным фотоэлектрическим преобразователем (см. патент US 2015/0130394 А1, МПК H02J 7/35), содержащее последовательно соединенные солнечную батарею, преобразователь напряжения, накопитель энергии и контроллер (устройство управления) зарядом накопителя энергии. Солнечная батарея играет роль первичного источника энергии.

Известное устройство реализует регулирование по величине входного напряжения контроллера управления зарядом, для управления зарядным током и напряжением в режиме пониженной входной мощности, например при снижении угла падения света на солнечную батарею. Чем больше напряжение, тем большая мощность отправляется на заряд накопителя энергии. Устройство осуществляет экстремальное регулирование отбираемой от солнечной батареи мощности по выходному напряжению преобразователя напряжения. Экстремальное регулирование мощности реализуется контроллером управления зарядом.

В качестве накопителя энергии указывается литий-ионный аккумулятор (или иной), содержащий датчик температуры, по показаниям которого контроллер управления зарядом может остановить зарядный процесс либо изменить его параметры.

Недостатком указанного устройства является то, что в нем отсутствует стабилизация напряжения на выходе.

Устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого регулятора, заключается в возможности управления и регулирования выходных электрических параметров батареи в процессе эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в регуляторе, содержащем блоки ключевых и накопительных элементов, блок управления, включающий в себя преобразователь и стабилизатор напряжений, микроконтроллер и датчик температуры, блок ключевых элементов соединен с контактами комплектов бета-вольтаической батареи.

Блок ключевых элементов выполнен с возможностью коммутации комплектов посредством ключевых элементов к накопительным элементам.

Схема соединения ключевых элементов определяется блоком управления, выполненным с обратными связями по одному или нескольким каналам с выходными контактами регулятора, с контактами одного или нескольких комплектов бета-вольтаической батареи и с датчиком температуры, установленным в стабилизаторе напряжения.

В частном случае исполнения в качестве ключевых элементов используются электрические контакты и (или) полупроводниковые переключающие элементы.

В частном случае исполнения в качестве накопительных элементов используется электрохимический аккумулятор, или суперконденсатор, или конденсатор, или комбинация этих элементов.

Соединение блока ключевых элементов с контактами комплектов бета-вольтаической батареи, выполнение блока ключевых элементов с возможностью коммутации комплектов посредством ключевых элементов к накопительным элементам и определение устройством управления схемы соединения ключевых элементов позволяет в процессе эксплуатации изменять схему соединения комплектов и, тем самым, осуществлять управление и регулирование электрических выходных параметров батареи в процессе эксплуатации.

Выполнение обратной связи блока управления с выходом регулятора позволяет в зависимости от изменения сопротивления нагрузки и температуры окружающей среды стабилизировать выходные электрические параметры, в частности напряжение на выходе регулятора.

Использование в качестве ключевых элементов электрических контактов и (или) полупроводниковых переключающих элементов позволяет собрать схему соединения комплектов батареи с получением требуемых выходных электрических параметров.

Использование в качестве накопительных элементов электрохимического аккумулятора, или конденсатора, или комбинации этих элементов, позволяет накапливать электрический заряд от комплектов преобразователей и использовать его при периодическом импульсном потреблении электроэнергии нагрузкой.

Установка датчика температуры в стабилизаторе напряжения позволяет осуществить компенсацию изменения электрических свойств полупроводниковых компонентов устройства в зависимости от температуры.

На приведенном чертеже изображена блок-схема регулятора выходных электрических параметров бета-вольтаической батареи.

Предлагаемый регулятор иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг. 1 - регулятор в сборе с батареей;

на фиг. 2 - блок-схема регулятора.

Предлагаемый регулятор 1 установлен в корпусе 2 батареи 3 и соединен с контактами комплектов 4 батареи 3 проводниками 5.

Регулятор 1 (см. фиг. 2) содержит блок 6 ключевых элементов 7, блок 8 накопительных элементов 9 и блок управления 10, включающий в себя преобразователь 11 напряжения с устройством управления 12, стабилизатор 13 выходного напряжения и микроконтроллер 14. С контактами комплектов 4 батареи 3 электрически соединены проводниками 5 ключевые элементы 7. Стабилизатор 13 снабжен датчиком температуры 15. Блок управления 10 электрически соединен с нагрузкой 16.

Предлагаемый регулятор 1 работает следующим образом. Напряжение с комплектов 4 поступает на блок 6 ключевых элементов 7, который соединяется с блоком 8 накопительных элементов 9 электрической энергии. Блок 8 накопительных элементов 9 электрически соединяется с преобразователем 11 напряжения. Входное напряжение с накопительных элементов 9 в преобразователе 11 напряжения увеличивается до необходимой рабочей величины стабилизатора 13 выходного напряжения посредством использования периодической коммутации емкостных и индуктивных элементов преобразователя 11. В дальнейшем напряжение с преобразователя 11 напряжения поступает на стабилизатор 13 напряжения. Стабилизатор 13 напряжения осуществляет установку и стабилизацию выходного напряжения, подаваемого на нагрузку 16. Управление стабилизатором 13 напряжения (установка напряжения стабилизации) осуществляется при помощи микроконтроллера 14 в сервисном режиме работы батареи 3 и регулятора 1. Датчик 15 температуры, установленный в стабилизаторе 13 напряжения, осуществляет управление закона стабилизации выходного напряжения с учетом изменения (компенсации) температурного режима стабилизатора 13. В сервисном режиме работы микроконтроллер 14 устанавливает схему коммутации блока 6 ключевых элементов 7, изменяя схему соединения комплектов 4 батареи путем выдачи управляющих импульсов на блок 6 ключевых элементов 7. Для запуска сервисного режима работы микроконтроллера 14 на шину питания нагрузки 16 подается модулированный цифровой сигнал, что позволяет подать питание на микроконтроллер 14 и осуществлять обмен цифровой информацией между микроконтроллером 14 и сервисным устройством, подключенным к электронно-вычислительной машине (на чертежах не показаны) посредством стандартного протокола связи.


РЕГУЛЯТОР ВЫХОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕТА-ВОЛЬТАИЧЕСКОЙ БАТАРЕИ
РЕГУЛЯТОР ВЫХОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕТА-ВОЛЬТАИЧЕСКОЙ БАТАРЕИ
РЕГУЛЯТОР ВЫХОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕТА-ВОЛЬТАИЧЕСКОЙ БАТАРЕИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 11 items.
10.01.2016
№216.013.9ede

Способ фиксации пульпы в открытом бассейне - хранилище радиоактивных отходов

Изобретение относится к способам обращения с радиоактивными отходами, в частности к способам фиксации пульпы путем засыпки грунтом. Способ включает разделение бассейна дамбой, достигающей его дна, на участки с пониженной и повышенной толщинами донных отложений (ТДО) и, соответственно, их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572307
Дата охранного документа: 10.01.2016
25.08.2017
№217.015.c97e

Способ окислительной обработки (волоксидации) облученного ядерного топлива

Изобретение относится к области радиохимической технологии и может быть использовано для отделения трития на головных операциях процесса переработки облученного ядерного топлива. Сущность изобретения заключается в одновременном воздействии на топливную композицию окислительно-активных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619583
Дата охранного документа: 17.05.2017
26.08.2017
№217.015.e588

Способ растворения облученного ядерного топлива

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано при переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ) атомных электростанций (АЭС) на операциях растворения. Способ ОЯТ включает обработку в системе диоксида азота. Расчетное количество раствора пероксида водорода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626763
Дата охранного документа: 01.08.2017
26.08.2017
№217.015.e6d5

Способ получения смешанных оксидов урана и плутония

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано при переработке отработавшего ядерного топлива и производстве смешанного уран-плутониевого топлива. Способ получения смешанных оксидов урана и плутония включает смешение растворов урана и плутония, находящихся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626854
Дата охранного документа: 02.08.2017
11.06.2018
№218.016.615e

Способ очистки азотнокислых актиноидсодержащих растворов от серебра

Изобретение относится к переработке азотнокислого актиноидсодержащего раствора. Способ включает очистку исходного азотнокислого актиноидсодержащего раствора от серебра путем восстановления в растворе серебра до металла в виде осадка дигидразидом угольной кислоты, отделение полученного осадка от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657272
Дата охранного документа: 09.06.2018
25.06.2018
№218.016.66da

Способ расчехловки тепловыделяющих элементов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к ядерной технике, в частности к переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Способ расчехловки тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки включает резку оболочки дисками (роликами). Твэл устанавливают в зазор между накатывающим и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658295
Дата охранного документа: 20.06.2018
08.07.2018
№218.016.6e43

Способ удаления углерода-14 из реакторного графита

Изобретение относится к способам дезактивационной обработки облученного реакторного графита, может быть использовано при выводе из эксплуатации уран-графитовых реакторных установок и при обращении с углеродсодержащими твердыми радиоактивными отходами (ТРО) для снижения класса их радиационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660169
Дата охранного документа: 05.07.2018
17.08.2018
№218.016.7c28

Способ регенерации азотной кислоты из тритийсодержащего газового потока

Изобретение относится к радиохимической технологии, в частности к способу регенерации азотной кислоты из тритийсодержащего газового потока, и может быть использовано в процессах переработки отработавшего ядерного топлива на операции газоочистки. Способ включает абсорбцию радиоактивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664127
Дата охранного документа: 15.08.2018
30.05.2019
№219.017.6bd3

Способ извлечения америция

Изобретение относится к способу извлечения америция из рафинатов от экстракционной переработки плутонийсодержащих азотнокислых растворов, проводимой с целью переочистки плутония. Способ включает подготовку растворов к экстракции, использование фосфиноксида разнорадикального (ФОР) в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689466
Дата охранного документа: 28.05.2019
19.07.2019
№219.017.b638

Способ контроля целостности барьеров безопасности при выводе из эксплуатации уран-графитового ядерного реактора

Изобретение относится к технологии разведки или обнаружения с использованием нейтронного излучения. Способ контроля целостности барьеров безопасности включает установку инспекционных каналов в виде обсадных труб в количестве не менее трех в местах для проведения каротажа, регистрацию фонового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694817
Дата охранного документа: 17.07.2019
Showing 1-10 of 130 items.
10.02.2013
№216.012.24ae

Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реактора ВВ ЭР-1000 из транспортных чехлов в чехлы хранилища, и предназначено для использования в водонаполненных хранилищах отработавшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474892
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24b1

Способ экстракционной переработки высокоактивных отходов с фракционированием радионуклидов

Изобретение относится к области ядерной энергетики, а именно к области переработки отработавшего ядерного топлива. Способ экстракционной переработки высокоактивных отходов с фракционированием радионуклидов, включающий обработку растворов высокоактивных отходов гидроксидами или карбонатами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474895
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24b6

Способ отбора проб радиоактивного осадка из емкостей-хранилищ и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к атомной промышленности и предназначена для отбора проб осадка высокого уровня активности из емкостей-хранилищ радиоактивных отходов радиохимических производств. Способ отбора проб радиоактивного осадка из емкостей-хранилищ включает бескерновое бурение скважины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474900
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.03.2013
№216.012.304c

Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), а более конкретно - к средствам для хранения дефектных ОТВС реактора ВВЭР-1000 и предназначено для использования в хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477899
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.4585

Устройство для перегрузки ампул с отработавшим ядерным топливом реактора рбмк-1000

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к групповой перегрузке ампул с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК - 1000 из транспортного чехла в пеналы. Устройство перегрузки включает электромеханический некопирующий мостовой манипулятор с захватом, в захват установлена головка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483374
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.08.2013
№216.012.620e

Способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора рбмк-1000 и устройства для его осуществления

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), а более конкретно к загрузке, транспортированию, выгрузке и размещению ампул с пучками тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490734
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6210

Устройство для размыва осадков и перемешивания

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для размыва струями жидкости и растворения пульп и осадков, скопившихся на дне емкостей-хранилищ жидких радиоактивных отходов высокого уровня активности, перевода нерастворимой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490736
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.65ac

Способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора рбмк-1000 и устройства для его осуществления

Группа изобретений относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а именно к загрузке, транспортированию, выгрузке и размещению ампул с пучками тепловыделяющих элементов (ПТ) реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491665
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6d43

Оборотный пенал временного хранения ампул с пучками отработавших тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке ампул, загруженных пучками отработавших тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000, и предназначено для использования в «сухом» хранилище отработавшего ядерного топлива....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493622
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6d44

Пульсационный клапанный погружной насос

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для растворения и размыва струями осадка. В пульсационном клапанном погружном насосе, включающем корпус, пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493623
Дата охранного документа: 20.09.2013
+ добавить свой РИД