Основные определения

Стабилизаторы в цепи постоянного тока

Стабилизатор – устройство автоматического поддержания в заданных пределах напряжения или тока при воздействии дестабилизирующих факторов (напряжение, ток, температура, давление, влажность и пр.).

Стабилизатор должен обязательно иметь регулирующий орган (РЭ - регулирующий элемент).В зависимости от способа включения РЭ все стабилизаторы делят на параллельные и последовательные.

В параллельном стабилизаторе РЭ включен параллельно нагрузке. Эти стабилизаторы не боятся перегрузок по току и КЗ нагрузки .

Через балластный резистор протекает ток . Если изменяется входное напряжение, то путем изменения тока можно менять падение напряжения на и тем самым поддерживать выходное напряжение постоянным .

В последовательном стабилизаторе РЭ включен последовательно в цепь тока нагрузки:

Здесь . Если изменяется входное напряжение, то путем изменения внутреннего сопротивления РЭ можно изменять падение напряжения на нём и поддерживать выходное напряжение постоянным .

В зависимости от того, чем управляется РЭ все стабилизаторы делят на параметрические и компенсационные.

В параметрических стабилизаторах управление РЭ производится тем же внешним воздействием, которое нарушает постоянство выходной величины. В них используются нелинейные свойства характеристик приборов (вольт-амперных, ампер-вольтовых, вебер-амперных, Ом-градусных, вольт-секундных и др.) - это стабилитроны, дроссели насыщения, термосопротивления и т.п.

В компенсационных стабилизаторах управление РЭ производится отклонением выходной величины от заданного значения независимо от того, чем вызвано это отклонение. Эти стабилизаторы содержат эталон и цепь обратной связи.

Стабилизаторы характеризуются рядом параметров, основными из которых являются:

1. Коэффициент стабилизации по входному напряжению в номинальном режиме:

иногда используется нестабильность выходного напряжения при неизменной нагрузке (или статическая ошибка)

при

2. Внутреннее сопротивление стабилизатора:

при

Зная можно найти при изменении тока нагрузки.

Вместо иногда используют нестабильность выходного напряжения по току

нагрузки (или динамическая ошибка):

при

3. Температурная нестабильность:

или

При

4. Коэффициент сглаживания пульсаций:

где - амплитуда пульсаций.

Если пульсации считать нестабильностью входного напряжения определённой частоты, то q должен быть равным K_U, но обычно это не выполняется в компенсационных стабилизаторах из-за частотных свойств цепи обратной связи, поэтому q ≠ K_U.

5. Коэффициент полезного действия:

Стабилизаторы напряжения переменного тока дополнительно характеризуются нестабильностью по частоте сети ( ), нестабильностью входного импеданса ( ) и коэффициентом мощности. Существенны также их масса, объём и срок службы.

Наибольший вклад в общую нестабильность выходного напряжения вносят первые три составляющие. В зависимости от этой суммарной нестабильности стабилизаторы делят на: