Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
BATTERY OF SEMICONDUCTOR OSCILLATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/172861
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to batteries of electrical power sources, specifically to semiconductor oscillators connected into a single circuit, and can be used in the production of current sources for various requirements. A battery of semiconductor oscillators comprises current sources, electrical energy stoves, connected into a single electrical circuit with the aid of switches. The battery of semiconductor oscillators also comprises at least two parallel circuit sections, each of which comprises at least two series-connected electrical energy stoves, each of which is connected in parallel with at least one current source. The technical result consists in providing the possibility of failsafe operation for various load rates, operational stability and a simplification of the design.

Inventors:
KHVOROSTIANYI, Andrii Dmytrovych (provulok Proletarskyj, bud. 23m. Uma, Cherkaska obl. ., 20301, UA)
GENSEL, Vitali (Gibitzenhofstr. 111, Nürnberg, 90443, DE)
Application Number:
UA2018/000125
Publication Date:
September 12, 2019
Filing Date:
November 15, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KHVOROSTIANYI, Andrii Dmytrovych (provulok Proletarskyj, bud. 23m. Uma, Cherkaska obl. ., 20301, UA)
International Classes:
H02J7/35
Foreign References:
RU2248656C22005-03-20
RU2195754C22002-12-27
RU2464584C22012-10-20
Attorney, Agent or Firm:
NYZOVA, Inna Oleksandrivna (vul. Charivna, bud. 103 kv. 9, Zaporizhzhya ., 69071, UA)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА

1. Батарея полупроводниковых генераторов, включающая источники тока, накопители электрической энергии, соединённые с помощью переключателей в единую электрическую цепь, устройство управления, обеспечивающее переключение накопителей электрической энергии в электрической цепи, и выводы, которая отличается тем, что включает по меныпей мере два параллельных участка цепи, каждый из которых содержит по меньшей мере два последовательно соединённых накопителя электрической энергии, таких как конденсаторы, каждый из которых параллельно соединён с по меньшей мере одним источником тока, который является полупроводниковым генератором, причём один конец каждого параллельного участка цепи соединён с соответствующим переключателем, соединённым с устройством управления и с выходным выводом, а другой конец каждого параллельного участка цепи соединён с входным выводом.

2. Батарея полупроводниковых генераторов по п. 1 , которая отличается тем, что по меньшей мере один полупроводниковый генератор параллельно соединён с по меньшей мере двумя параллельно соединёнными накопителями электрической энергии, такими как конденсаторы.

3. Батарея полупроводниковых генераторов по п. 1, которая отличается тем, что по меньшей мере один накопитель электрической энергии, такой как конденсатор, параллельно соединён с по меньшей мере двумя последовательно соединёнными полупроводниковыми генераторами.

4. Батарея полупроводниковых генераторов по п. 1, которая отличается тем, что полупроводниковыми генераторами являются термоэлектрогенераторы или фотоэлектрические генераторы, или другие.

5. Батарея полупроводниковых генераторов по п. 1 , которая отличается тем, что переключателями являются транзисторы.

6. Батарея полупроводниковых генераторов по п. 1, которая отличается тем, что переключателями являются полевые транзисторы.

7. Батарея полупроводниковых генераторов по п. 1, которая отличается тем, что по меньшей мере полупроводниковые генераторы и накопители электрической энергии, такие как конденсаторы, установлены через разъёмное соединение, например, подключены через клеммник.

Description:
БАТАРЕЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к батареям электрических источников питания, а именно к соединенным в единую цепь полупроводниковым генераторам, и может быть использовано при создании источников тока для различных нужд, в том числе для питания электроприборов, оборудования или другого.

Известен термоэлектрический модуль с повышенной надёжностью, содержащий полупроводниковые ветви п- и p-типов проводимости, каждая ветвь имеет две противоположные стороны - горячую сторону и холодную сторону, у которых при работе модуля разные температуры горячей и холодной сторон, средства электрической коммутации горячих сторон полупроводниковых ветвей и средства электрической коммутации холодных сторон полупроводниковых ветвей, а также внешние электрические выводы для соединения модуля с внешней электрической цепью, который отличается тем, что средства электрической коммутации горячих сторон полупроводниковых ветвей содержат множество электрических проводников, на горячих сторонах полупроводниковых ветвей выполнены пазы, указанные проводники имеют участки, расположенные внутри указанных пазов, а горячие стороны полупроводниковых ветвей и участки проводников, расположенные внутри указанных пазов, покрыты электропроводным слоем, который частично заполняет пазы и электрически соединяет полупроводниковые ветви с указанными проводниками (патент UA 81334 С2, опубликован 25.12.2007 г., Бюл. Ne 21).

Недостатками известного аналога являются недостаточная эффективность, низкий коэффициент полезного действия и ненадёжность, обусловленные последовательным соединением отдельных термоэлектрогенераторов, которые включает известный термоэлектрический модуль, в полупроводниковых ветвях. Такое последовательное соединение термоэлектрогенераторов приводит к большим потерям произведенной термоэлектрогенераторами электрической энергии, которые возникают из-за прохождения электрического тока через все термоэлектрогенераторы, последовательно соединенные в одной полупроводниковой ветке. Из-за того, что каждый из термоэлектрогенераторов в полупроводниковой ветви имеет собственное значительное сопротивление, а также из-за ослабления свойств р-п перехода вследствие прохождения через термоэлектрогенераторы известного аналога тока большой силы происходит рассеивание электрического заряда и уменьшение количества электрической энергии, подаваемой на внешние электрические выводы, что обуславливает низкий коэффициент полезного действия известного аналога и небольшое количество электрической энергии, которую он производит, несмотря на количество термоэлектрических генераторов в одной полупроводниковой ветви, и виды полупроводниковых материалов, которые в них содержатся.

Кроме того последовательное соединение термоэлектрогенераторов известного аналога обуславливает его ненадёжность, поскольку в результате перегрева, неравномерной нагрузки на каждый из термоэлектрогенераторов, которая возникает вследствие описанных выше негативных эффектов, любая из полупроводниковых ветвей в составе известного аналога или любая из составляющих термоэлектрического модуля в целом может быть повреждена и выйти из строя, что влечёт за собой некорректную работу известного аналога или его полную непригодность к дальнейшему использованию.

Известно также устройство для генерирования электрической энергии, которое включает средство для генерирования магнитного поля, соединённое с по меньшей мере двумя последовательно соединёнными источниками тока, которыми являются ионные литиевые батареи, которые параллельно соединены с по меньшей мере двумя параллельно соединёнными накопителями, которыми являются конденсаторы, подключённые к прибору потребителя (патент СН 699009 А2, опубликован 31.12.2009 г.).

Недостатками известного аналога являются неэффективность, низкий коэффициент полезного действия, ненадёжность и ограниченная функциональность, обусловленные последовательным соединением ионных литиевых батарей, а также использованием ионных литиевых батарей в качестве источника тока.

Неэффективность, низкий коэффициент полезного действия и ненадёжность известного аналога обусловлены тем, что последовательное соединение батарей, принцип работы которых основан на химических реакциях, несмотря на увеличение количества электрической энергии, имеет также негативные факторы, наиболее весомый из которых состоит в том, что последовательно соединённые батареи, находясь в активном режиме, заряжают не только конденсаторы известного аналога, но и друг друга, что приводит к расходу электроэнергии, производимой батареями, на вышеуказанную зарядку, перегрузке батарей, их перегреву и быстрому выходу из строя в случае интенсивного и длительного использования. Таким образом, известный аналог характеризуется потерей части энергии, которая имеет негативные последствия для всего устройства в целом.

Кроме того известный аналог не может быть первичным источником электрической энергии, поскольку ионные литиевые батареи не способны производить электрическую энергию самостоятельно и требуют для начала работы электрическую энергию, полученную из первичного источника, что свидетельствует об ограниченной функциональности известного аналога. Вместе с тем, функционирование известного аналога требует полной идентичности характеристик батарей, входящих в его состав, что затрудняет изготовление известного аналога и его техническое обслуживание.

Также известна многопозиционная схема управления батареей или множеством независимых источников постоянного тока, силовой блок которой включает множество идентичных батарейных блоков, соединенных последовательно и/или параллельно с соответствующими переключателями, которые приводятся в действие центральным блоком управления в соответствии с требованиями нагрузки. Основной переключатель обеспечивает линеаризацию и ПМ-модуляцию при повышенном выходном напряжении для достижения выходного напряжения с низкой пульсацией, при этом упомянутое повышенное выходное напряжение может быть преобразовано в выход переменного тока (патент US 5461264 А, опубликован 24.10.1995 г.).

Недостатками указанного аналога являются неэффективность, низкий коэффициент полезного действия, ненадёжность, зависимость от единственного источника энергии и ограниченная функциональность, обусловленные последовательным соединением батарейных блоков известного аналога и использованием аккумуляторных батарей в качестве источников тока в батарейных блоках.

Неэффективность, низкий коэффициент полезного действия и ненадёжность известного аналога обусловлены тем, что для получения повышенного напряжения батарейные блоки известного аналога последовательно соединяют с помощью переключателей. Как и в предыдущем известном аналоге, последовательное соединение батарейных блоков приводит к потерям ёмкости аккумуляторными батареями вследствие омических потерь, неравномерной нагрузки на батарейные блоки, их перегрузки и перегрева, что приводит к некорректной работе устройства в целом, приводит к снижению коэффициента полезного действия и может привести к разрушению аккумуляторных батарей. Для предотвращения указанных негативных эффектов необходимо осуществлять постоянный контроль и регулирование процесса зарядки батарейных блоков от первичного источника тока, что является неудобным и усложняет конструкцию известного аналога устройствами, выполняющими соответствующие контрольные и регулирующие функции.

Ограниченная функциональность известного аналога заключается в том, что он может быть только вторичным источником электрической энергии, получая первичную электрическую энергию для зарядки батарейных блоков исключительно от внешнего источника. В случае повреждения соединения батарейных блоков с первичным источником электрической энергии или прекращения функционирования первичного источника электрической энергии известный аналог может работать только определенное время за счёт заряда, который был накоплен батарейными блоками. Такая зависимость от единственного источника энергии также делает известный аналог ненадёжным, поскольку устройства, требующие питания от подобных вторичных источников электрической энергии, в основном, рассчитаны на бесперебойную или очень длительную стабильную работу.

Кроме того, как и в предыдущем известном аналоге, для корректного функционирования силовой блок многопозиционной схемы управления батареей или множеством независимых источников постоянного тока должен включать абсолютно идентичные по своим характеристикам аккумуляторные батареи, что затрудняет изготовление и техническое обслуживание известного аналога.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является батарея электрических накопителей энергии (патент RU 2248656 С2, опубликовано 20.03.2005, бюл. Na 8), содержащая множество единичных электрических накопителей энергии, в качестве которых использованы литий-ионные аккумуляторы, соединенные с помощью переключателей в единую электрическую цепь, а также устройство управления переключателями, которое обеспечивает перекоммутацию единичных накопителей в электрической цепи батареи по последовательной, параллельной или последовательно- параллельной схеме. Батарея имеет вход для зарядки телефона и подачи управляющих сигналов на устройство управления переключателями и один или более выходов для подключения нагрузки, к которым при подаче соответствующего сигнала с помощью переключателей подключаются единичные электрические накопители энергии, при этом при подключении к входу батареи они соединены по параллельной схеме, а при подключении к выходам батареи они соединены по последовательной или последовательно- параллельной схеме.

При подключении к входу батареи последовательно с каждым единичным накопителем энергии или модулем подключается электронный элемент или электронный блок, ограничивающий или регулирующий величину максимального зарядного тока единичных накопителей энергии или модулей.

В качестве электронного элемента используется резистор.

Батарея электрических накопителей энергии содержит блок контроля состояния батареи, который использует резисторы в качестве датчиков зарядного тока единичных накопителей энергии или модулей.

Используются резисторы с положительным коэффициентом сопротивления (позисторы).

В качестве переключателей использованы электромеханические реле с контактными группами на переключение.

Каждый единичный накопитель энергии или модуль перекоммутируется одним электромеханическим реле, которые имеют две контактные группы.

Количество единичных электрических накопителей энергии или модулей в батарее численно равно квадрату количества выходов батареи и клеммы одноименной полярности всех выходов батареи объединены между собой.

Батарея электрических накопителей энергии имеет встроенный программированный микроконтроллер, который осуществляет перекоммутацию батареи путём подачи сигналов на устройство управления переключателями в соответствии с заложенной в него программой.

Микроконтроллер измеряет напряжение на единичных электрических накопителях энергии или модулях.

Недостатками ближайшего аналога являются ненадёжность, низкая эффективность, большие потери электрической энергии, низкий коэффициент полезного действия, зависимость от единственного источника питания, а также то, что его можно использовать только как вторичный источник электрической энергии.

Ненадёжность, низкая эффективность, большие потери электрической энергии, которые приводят к низкому коэффициенту полезного действия ближайшего аналога, обусловлены тем, что ближайший аналог, как и известные аналоги, указанные выше, использует последовательное соединение аккумуляторных батарей, для которого характерно возникновение отличий в характеристиках отдельных батарей (так называемая разбалансировка), входящих в состав ближайшего аналога, взаимная зарядка батарей в цепи во время длительной работы, что приводит к омическим потерям, потерям ёмкости, перегрузке батарей и их перегреву, что приводит к некорректной работе батареи и к её повреждению. Кроме того, негативные факторы, возникающие при работе последовательно соединённых аккумуляторных батарей, приводят к быстрому износу компонентов батареи, что является затратным и создает опасность повреждения подключенного к батарее устройства из-за её некорректной работы. При этом ближайший аналог не содержит ни одного устройства, которое бы уменьшало негативные эффекты, возникающие от разбалансировки аккумуляторных батарей.

Вместе с тем, соединение аккумуляторных батарей, используемых в ближайшем аналоге в качестве накопителей, с помощью переключателей и ограничение силы тока с помощью позисторов является ненадёжным, затратным, усложняет конструкцию ближайшего аналога и требует сложного технического обслуживания.

Кроме того, вследствие использования накопительных элементов, таких как аккумуляторные батареи, ближайший аналог может быть только вторичным источником тока, который направляет пользователю нужную для потребления электрическую энергию, полученную от первичного источника электрической энергии. Это ограничивает функциональность ближайшего аналога и делает его зависимым от единого первичного источника питания, что делает пользование ближайшим аналогом неудобным, неэффективным, ненадёжным, а его использование и техническое обслуживание - сложным и затратным.

Технической задачей заявленного изобретения является создание батареи полупроводниковых генераторов, которая характеризуется возможностью использования в качестве первичного источника тока, повышенной эффективностью, высоким коэффициентом полезного действия, надёжностью и безопасностью, уменьшением потерь энергии, увеличением мощности, возможностью использования для различной величины нагрузок, обеспечением возможности бесперебойной работы, стабильностью работы и упрощённой конструкцией.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что заявленная батарея полупроводниковых генераторов, включающая источники тока, накопители электрической энергии, соединённые с помощью переключателей в единую электрическую цепь, устройство управления, обеспечивающее переключение накопителей электрической энергии в электрической цепи, и выводы, согласно предложению , включает по меньшей мере два параллельных участка цепи, каждый из которых содержит по меньшей мере два последовательно соединённых накопителя электрической энергии, таких как конденсаторы, каждый из которых параллельно соединён с, по меньшей мере, одним источником тока, который является полупроводниковым генератором, причём один конец каждого параллельного участка цепи соединён с соответствующим переключателем, соединённым с устройством управления и с выходным выводом, а другой конец каждого параллельного участка цепи соединён с входным выводом.

Также, согласно предложению , по меньшей мере один полупроводниковый генератор параллельно соединён с по меньшей мере двумя параллельно соединёнными накопителями электрической энергии, такими как конденсаторы.

Кроме того, согласно предложению , по меньшей мере один накопитель электрической энергии, такой как конденсатор, параллельно соединён с по меньшей мере двумя последовательно соединёнными полупроводниковыми генераторами.

Вместе с тем, согласно предложению , полупроводниковыми генераторами являются термоэлектрогенераторы или фотоэлектрические генераторы, или другие.

Также, согласно предложению, переключателями являются транзисторы. Кроме того, согласно предложению, переключателями являются полевые транзисторы.

Также, согласно предложению, по меньшей мере полупроводниковые генераторы и накопители электрической энергии, такие как конденсаторы, установлены через разъёмное соединение, например, подключены через клеммник.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности использования его в качестве первичного источника тока, повышение эффективности, коэффициента полезного действия, надёжности и безопасности, уменьшение потерь энергии, увеличение мощности, обеспечение возможности использования для различной величины нагрузок, обеспечение возможности бесперебойной работы, стабильности работы, упрощение конструкции.

Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и ожидаемым техническим результатом заключается в следующем.

В совокупности существенных признаков заявленного изобретения обеспечивается возможность его использования в качестве первичного источника тока за счёт использования в качестве источников тока полупроводниковых генераторов, повышенная эффективность, высокий коэффициент полезного действия и уменьшение потерь энергии вследствие соединения каждого из полупроводниковых генераторов с накопителем электрической энергии, таким как конденсатор, и последовательного соединения конденсаторов в параллельных участках цепи, надёжности и безопасности благодаря устранению перегрузки и перегрева отдельных элементов батареи, увеличение мощности за счёт последовательного соединения конденсаторов в параллельных участках цепи, обеспечения возможности использования для различной величины нагрузок вследствие возможности подключения участков с конденсаторами различной ёмкости и с полупроводниковыми генераторами различной мощности, а также возможности отключения от цепи одного или нескольких параллельных участков, обеспечение возможности бесперебойной работы за счёт переключения между параллельными участками цепи с конденсаторами, которые постоянно заряжаются, стабильности работы вследствие постоянной зарядки конденсаторов в параллельных участках и устранения возможности перегрузки параллельных участков цепи, упрощение конструкции за счёт отсутствия в конструкции заявленной батареи множества устройств и сложных по строению соединений между ними.

Выполнение заявленной батареи с по меньшей мере двумя параллельными участками цепи, каждый из которых содержит по меньшей мере два последовательно соединённых накопителя электрической энергии, которые являются конденсаторами, каждый из которых параллельно соединён с по меньшей мере одним источником тока, который является полупроводниковым генератором, позволяет повысить эффективность и коэффициент полезного действия заявленной батареи, уменьшить потери электрической энергии при её использовании, увеличить мощность, поскольку такие параллельные участки цепи позволяют получать высокое напряжение даже при использовании первичных источников тока, имеющих небольшую мощность, при значительном ограничении силы тока и отсутствии негативных факторов во взаимодействии накопителей. Заряд последовательно соединённых конденсаторов является суммарным, то есть состоящим из суммы зарядов всех конденсаторов, входящих в параллельный участок цепи. При этом конденсаторы имеют большое сопротивление, что исключает прохождение между конденсаторами каждого из параллельных участков цепи электрического тока, производимого полупроводниковыми генераторами, и устраняет омические потери, перегрев отдельных элементов заявленной батареи, их выход из строя и тому подобное.

Также с использованием заявленной батареи обеспечивается возможность замены того или иного элемента схемы при подключении их в схему через клеммы без прекращения работы всей заявленной батареи, что также вместе с обеспечением бесперебойной работы обеспечивает высокую ремонтопригодность.

Кроме того указанное выполнение элементов заявленной батареи полупроводниковых генераторов позволяет повысить эффективность и коэффициент полезного действия, уменьшает потери электрической энергии при её использовании, поскольку каждый из полупроводниковых генераторов, входящих в состав заявленной батареи, заряжает исключительно соединённый с ним конденсатор. Таким образом, полупроводниковые генераторы напрямую не связаны друг с другом, за исключением варианта выполнения отдельных участков, и не влияют на работу друг друга, что полностью исключает возникновение негативных факторов, таких как перегрузка генераторов, наличие больших потерь за счёт наличия внутреннего сопротивления, ослабление свойств р-n перехода в результате прохождения через последовательно соединённые генераторы тока большой силы и рассеивания электрического заряда.

Указанное выполнение элементов заявленной батареи позволяет использовать её в качестве первичного источника тока, поскольку полупроводниковые генераторы (термоэлектрогенераторы, фотоэлектрические генераторы) производят электрический ток вследствие взаимодействия с, например, теплом или электромагнитным излучением, которое может в неограниченном количестве поступать из внешней среды. Это позволяет обеспечить высокий коэффициент полезного действия заявленной батареи, поскольку она эффективно производит ток в необходимых объёмах.

Кроме того вышеуказанное выполнение конструктивных элементов заявленной батареи позволяет обеспечить надёжность и безопасность, стабильность её работы, поскольку при указанном соединении полупроводниковых генераторов и конденсаторов устранены факторы, которые могут повлечь перегрузку и перегрев отдельных элементов батареи, их повреждение, например, расплавление или взрыв, перепады напряжения в цепи, пробой конденсаторов и тому подобное. При этом заявленная батарея не разряжается полностью, поскольку как минимум один параллельный участок цепи накапливает заряд в то время, когда разряжается другой. Кроме того, любой полупроводниковый генератор, в работе которого возникли неисправности, может быть легко отделён от цепи и заменён на другой, что не приводит к полной потере функциональности заявленной батареи полупроводниковых генераторов.

Выполнение заявленной батареи полупроводниковых генераторов таким образом, что один конец каждого параллельного участка цепи соединён с соответствующим переключателем, соединённым с устройством управления и с выходным выводом, а другой конец каждого параллельного участка цепи соединён с входным выводом обеспечивает возможность использования для различной величины нагрузок, бесперебойной работы, поскольку заявленная батарея может быть легко и без использования сложных технических операций модифицирована в зависимости от требуемой величины нагрузки путём отключения параллельных участков цепи или подключения дополнительных параллельных участков цепи в случае необходимости в уменьшении или увеличении количества исходной электрической энергии соответственно.

При этом благодаря наличию параллельных участков цепи в заявленном выполнении, связей, работе переключателей и устройства управления происходит переключение между параллельными участками цепи в зависимости от полноты заряда на каждом отдельном участке цепи, чем обеспечивается бесперебойное генерирование электрической энергии и постоянная работа батареи.

Возможность использования заявленной батареи для различной величины нагрузок обеспечивается также тем, что пользователь имеет возможность использовать параллельные участки цепи, включающие конденсаторы различной ёмкости и полупроводниковые генераторы различной мощности, регулируя при этом характеристики батареи в целом.

Упрощение конструкции достигается тем, что заявленная батарея полупроводниковых генераторов не содержит сложных по строению цепей и элементов, и характеризуется простотой использования и технического обслуживания.

Выполнение по меньшей мере одного полупроводникового генератора параллельно соединённым с по меньшей мере двумя параллельно соединёнными конденсаторами позволяет повысить эффективность, мощность и коэффициент полезного действия заявленной батареи, поскольку позволяет увеличить суммарную ёмкость конденсаторов в одном или нескольких параллельных участках цепи и соответственно увеличить количество заряда. При этом также обеспечивается возможность подключения или отключения того или иного полупроводникового генератора, варьирование их количества с обеспечением при этом бесперебойной работы батареи.

Выполнение по меньшей мере одного конденсатора параллельно соединённым с по меньшей мере двумя последовательно соединёнными полупроводниковыми генераторами позволяет увеличить силу тока, и, соответственно, сократить время зарядки конденсатора, к которому подключены полупроводниковые генераторы.

Использование в качестве полупроводниковых электрогенераторов термоэлектрогенераторов или фотоэлектрических генераторов или других подобных устройств позволяет использовать заявленную батарею в качестве первичного источника электрической энергии, а также повысить коэффициент полезного действия заявленной батареи, поскольку указанные современные полупроводниковые электрогенераторы характеризуется высоким коэффициентом полезного действия. При этом работа указанных генераторов является стабильной и безопасной, а их строение и техническое обслуживание являются простыми и не требуют больших затрат ресурсов, труда и времени.

Использование в качестве переключателей транзисторов, в частности полевых транзисторов, повышает эффективность и надёжность заявленной батареи, позволяет настроить её на различные нагрузки, поскольку по своему строению и принципам работы транзисторы, в частности, полевые транзисторы позволяют эффективно управлять током и напряжением в цепи, регулировать их показатели в соответствии с потребностями пользователя.

Конструкция заявленной батареи полупроводниковых генераторов поясняется с помощью следующего изображения:

Фиг. 1 - Схема заявленной батареи полупроводниковых генераторов.

На Фиг. 1 схематично изображён один из возможных, но не исключительный, вариант выполнения заявленной батареи полупроводниковых генераторов, которая включает три параллельных участки цепи, каждый из которых содержит два последовательно соединённых конденсатора 1, каждый из которых параллельно соединён с одним источником тока, который является полупроводниковым генератором 2. Один конец каждого из трёх параллельных участков цепи соединён с соответствующим переключателем 3, соединённым с устройством управления 4 и с выходным выводом 5, а другой конец каждой параллельного участка цепи соединён с входным выводом 6. Переключатели 3 соединены последовательно между собой и соответственно с выходным выводом 5.

Конденсаторы 1 предназначены для накопления заряда, соединены с помощью переключателей 3 в единую электрическую цепь, последовательно соединены в параллельных участках цепи и параллельно соединены с полупроводниковыми генераторами 2. В изображённом варианте выполнения каждый из полупроводниковых генераторов 2 соединён только с одним конденсатором 1. Вместе с тем параллельный участок цепи может включать, по меньшей мере, два параллельно соединённых конденсатора 1 , параллельно соединённых с, по меньшей мере, одним полупроводниковым генератором 2. Также в изображённом варианте выполнения конденсаторы 1 являются полярными. В предпочтительном варианте выполнения конденсаторы 1, принадлежащие одному параллельному участку цепи, имеют одинаковую ёмкость.

Полупроводниковые генераторы 2 являются источниками тока в заявленной батарее и соединены с конденсаторами 1. Такими полупроводниковыми генераторами могут быть термоэлектрогенераторы или фотоэлектрические генераторы, или другие подобные устройства. В изображенном варианте выполнения каждый конденсатор 1 соединён только с одним полупроводниковым генератором 2. Вместе с тем параллельный участок цепи может включать по меньшей мере два последовательно соединённых полупроводниковых генератора 2, которые параллельно соединены с одним конденсатором 1.

Параллельные участки цепи, включающие последовательно соединённые конденсаторы 1 , соединённые с полупроводниковыми генераторами 2, могут быть соединены с переключателями с помощью клемм или других подобных устройств, для обеспечения возможности присоединения или отсоединения от цепи элементов.

Переключатели 3 соединены между собой, каждый из которых соединён с концом соответствующего параллельного участка цепи, с устройством управления 4 и выходным выводом 5, обеспечивая направление напряжения с параллельных участков цепи по команде с устройства управления 4 на выходной вывод 5. В преимущественном варианте выполнения заявленной батареи полупроводниковых генераторов переключателями 3 являются транзисторы. В изображённом варианте выполнения переключателями 3 являются полевые МОП (MOSFET) транзисторы с изолированным затвором обеднённого типа с p-каналом и внутренним соединением подложки и истока.

Устройство управления 4 соединено с тремя переключателями 3 и обеспечивает переключение накопителей электрической энергии в электрической цепи путем поочерёдной разрядки параллельных участков цепи, которые накапливают максимальный заряд.

Выходной вывод 5 соединён с переключателями 3, а входной вывод 6 соединён с концами параллельных участков цепи. Оба вывода могут быть соединены с преобразователем «напряжение-ток», инвертором или другими устройствами. Заявленная батарея полупроводниковых генераторов работает следующим образом в одном из вариантов выполнения.

Под действием электромагнитного излучения, например, тепла или света полупроводниковые генераторы 2 генерируют электрический ток, который поступает на соединённые с ними конденсаторы 1 для формирования заряда. Таким образом, каждый из конденсаторов 1 в параллельных участках цепи постоянно накапливает заряд благодаря постоянной генерации тока соответствующими полупроводниковыми генераторами 2. При этом напряжение, полученное от каждого из конденсаторов 1 в одной параллельной ветви является совокупным и состоит из суммы зарядов указанных конденсаторов 1.

После того, как конденсаторы 1 параллельного участка цепи накапливают максимальный заряд, полученное напряжение проходит через соответствующий переключатель 3, соединённый с указанным параллельным участком цепи. Переключатель 3 подаёт на устройство управления 4 сигнал о зараженности конденсаторов параллельного участка цепи, которые накопили максимальный заряд, а устройство управления 4 включает в цепь другой параллельный участок цепи для накопления максимального заряда. При этом заряд с параллельного участка цепи, в котором конденсаторы зарядились, через соответствующий переключатель 3 подаётся на выходной вывод 5.

В то время, когда устройство управления 4 через переключатель 3 направляет полученную электрическую энергию с одного из параллельных участков цепи на выходной вывод 5, другие параллельные участки цепи накапливают заряд. Устройство управления 4 переключает параллельные участки цепи, поочерёдно или в установленном порядке разряжая их. Описанным выше способом заявленная батарея полупроводниковых генераторов генерирует импульсное напряжение и ток, которые возможно преобразовать в переменный или постоянный ток.

Таким образом, заявленная батарея полупроводниковых генераторов является простой в выполнении, использовании, простой по конструкции и в техническом обслуживании, не требует сложных навыков для использования и является хорошей альтернативой существующим первичным источникам тока. Она является эффективным, надёжным первичным источником тока, не требует дополнительных затрат энергии, а каждый из её элементов в случае возникновения потребности в настройке под различные нагрузки или в случае выхода из строя может быть заменён. Кроме того, её работа является стабильной, безопасной для пользователя и более эффективной, чем работа существующих батарей, включающих ионные аккумуляторы.

В существующих источниках патентной и научно-технической информации не выявлена батарея полупроводниковых генераторов, которая имеет заявленную совокупность существенных признаков, поэтому представленное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнительный анализ вышеуказанного технического решения с наиболее близким аналогом, показал, что реализация совокупности существенных признаков, характеризующих предложенное изобретение, приводит к появлению качественно новых указанных выше технических свойств, совокупность которых не была установлена ранее из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Предложенное техническое решение является промышленно применимым, поскольку не содержит в своем составе никаких конструктивных элементов или материалов, которые невозможно воспроизвести на современном этапе развития техники в условиях промышленного производства.