Переключатель одноразового действия
Переключатель одноразового действия (ПОД) предназначен для одноразового переключения электрических цепей различных устройств, в том числе и в составе аккумуляторных батарей (АБ) космической аппаратуры.
ПОД включает в себя одну пару нормально-разомкнутых и одну пару нормально-замкнутых контактов, зашунтированную плавкой вставкой и пружинный привод с фиксатором положения в виде токопроводящей струны.
Шунтирование нормально-замкнутых контактов плавкой вставкой снижает переходное сопротивление цепи ПОД и общее внутреннее сопротивление АБ. При необходимости исключения из состава АБ деградирующего аккумулятора, на токоведущую струну соответствующего ПОДа подается сигнал управления и происходит его переключение. В начале замыкаются нормально-разомкнутые контакты и образуется обходная цепь вокруг деградирующего аккумулятора, затем размыкаются нормально-замкнутые контакты, остатками заряда аккумулятора разрушается плавкая вставка и аккумулятор отключается от цепи АБ.
Переключатель относится к области электротехники и может быть использован для одноразового переключения электрических цепей в различных эксплуатационных условиях, в том числе в невесомости и вакууме, например в системах электропитания космических аппаратов (КА), для отключения деградирующего аккумулятора (банки) и организации вокруг него обходной цепи в аккумуляторной батарее (АБ).
К элементам КА предъявляются технические требования по надежности, обеспечению минимальных габаритов и массы. Для переключателей, используемых на каждом аккумуляторе АБ, это особенно актуально.
Имеется несколько типов одноразовых переключателей (1-6), различающихся конструкцией контактных групп (сухие размыкающиеся (4-5), скользящие (1-6) и скользящие с пайкой (2)) и механизмами привода переключения. Положение привода фиксируется пайкой (2) или прочной токопроводящей струной (3).
В АБ аккумуляторы с переключателями включаются последовательно, переходные сопротивления замкнутых контактов суммируются по числу аккумуляторов в АБ, обусловливая заметное снижение напряжения на АБ при нагрузке. Поэтому, снижение переходного сопротивления замкнутых контактов переключателя является насущной задачей.
Наиболее близким по техническому решению являются переключатели с «сухими» переключающимися контактами (3-5).
К недостаткам переключателей (3-5) относится завышенное переходное сопротивление замкнутых контактов, а в (2) увеличенные габариты и масса.
Целью данного технического решения (Фиг.1) является снижение переходного сопротивления замкнутых контактов 3, 4 переключателя в минимальных габаритах и массе, использованием их шунтирования плавкой вставкой.
При подаче напряжения на обмотку управления или струну (контакты 1, 2), траверса с подвижными контактами перемещается, замыкая контакты 5, 6, затем размыкаются контакты 3, 4, учитывая, что система управления АБ не допускает полного разряда деградирующего аккумулятора и выдает команду на переключение при наличии в аккумуляторе заряда, достаточного для разрушения плавкой вставки. После замыкания контактов 5, 6 в АБ организуется цепь в обход деградирующего аккумулятора, затем после размыкания контактов 3, 4 образуется короткозамкнутый контур: деградирующий аккумулятор - замкнутые контакты 5, 6 - плавкая вставка. Под действием тока короткого замыкания плавкая вставка разрушается, отключая аккумулятор из АБ.
Сечение плавкой вставки выбирается из условий получения минимального суммарного сопротивления замкнутых контактов 5, 6 с плавкой вставкой и гарантированного разрушения плавкой вставки от заряда аккумулятора при переключении ПОД.
Литература:
1. Томас Р.К. Коммутационные устройства. М.: Радио и связь, 1984.
2. Патент РФ на полезную модель 
84156 "Переключатель одноразового действия" Мирютов А.В., Фомин К.Н., Кашин П.И. Бюл. 18, 2009.
3. Патент РФ на полезную модель 87827 "Быстродействующий переключатель одноразового действия" Мирютов А.В., Фомин К.Н., Исаев А.А. Бюл. 29, 2009.
4. Патент РФ на полезную модель 90259 "Быстродействующий переключатель одноразового действия" Мирютов А.В., Фомин К.Н., Исаев А.А.
5. Патент РФ на полезную модель 80708 "Переключатель одноразового действия". Мирютов А.В., Фомин К.Н., Абакумова Г.В. Сусенкова К.И., Кашин П.И. Бюл. 5 2009 г.
6. Batteries and Bypass: Saft Heritage and Standard Search, D.Prevot, A.F.Castric & E.Pasquier 8th European Space Power Conference 2008.
Малогабаритный переключатель одноразового действия, содержащий одну пару нормально-замкнутых, одну пару нормально-разомкнутых контактов и привод переключения, отличающийся тем, что нормально-замкнутые контакты зашунтированы плавкой вставкой, снижающей суммарное переходное сопротивление замкнутой цепи и сгорающей при переключении контактов.
