5. Стабилизаторы напряжения и тока
5.1. Классификация стабилизаторов и их основные параметры
Качество работы электронных устройств во многом определяется постоянством питающих их напряжения и тока. Основными причинами изменения напряжения (тока) питания являются непостоянство напряжения первичного источника питания, сопротивления нагрузки, температуры окружающей среды.
Напряжение промышленных сетей переменного тока может отклоняться от номинального значения в пределах (-15%; +5%). Для нормального функционирования устройств связи изменения напряжения (тока) электропитания не должны превышать (5 – 0,1)% номинального значения. Требования к постоянству питающего напряжения (тока) зависят от конкретного назначения устройства связи.
Поддержание напряжения (или тока) на выходе электропитающих установок с заданной степенью точности при действии различных дестабилизирующих факторов осуществляется с помощью специальных устройств – стабилизаторов напряжения (или тока).
Стабилизаторы автоматически подавляют как медленные, так и быстрые изменения питающего напряжения (тока) и осуществляют таким образом наряду со стабилизацией сглаживание напряжения (тока).
Стабилизаторы подразделяются в зависимости от рода напряжения (тока) на стабилизаторы переменного напряжения (тока) и стабилизаторы постоянного напряжения (тока).
По принципу действия стабилизаторы подразделяются на параметрические и компенсационные.
В зависимости от типа управляемого прибора компенсационные стабилизаторы делятся на ламповые, транзисторные, тиристорные, дроссельные и комбинированные.
В зависимости от способа включения регулирующего элемента относительно сопротивления нагрузки ламповые и транзисторные стабилизаторы напряжения (тока) делятся на последовательные и параллельные. По режиму работы регулирующего элемента стабилизаторы постоянного напряжения делятся на стабилизаторы с непрерывным регулированием и импульсные. В свою очередь, импульсные стабилизаторы различают по принципу управления на широтно-импульсные и релейные.
Особую группу стабилизаторов составляют непрерывно-ключевые стабилизаторы, сочетающие в себе свойства как стабилизаторов с непрерывным регулированием, так и импульсных.
Основными параметрами как параметрических, так и компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения и тока, характеризующими качество стабилизации, являются:
а) Коэффициент стабилизации по входному напряжению
=
(
/
)
(
/
),
где , соответственно приращение входного и выходного напряжений стабилизатора при неизменном токе нагрузке; , номинальные значения входного и выходного напряжений стабилизатора.
б)
Внутреннее
сопротивление стабилизатора
,
равное отношению
приращения
выходного
напряжения
к приращению тока нагрузки
при неизменном
входном напряжении
.
в) Коэффициент сглаживания
,
где
,
- соответственно амплитуды пульсации
входного и выходного
напряжений стабилизатора.
г)
Температурный коэффициент стабилизатора,
равный отношению
приращения выходного напряжения
к
приращению температуры
окружающей среды
,
при неизменном входном напряжении
и токе нагрузки
= / .
Основными параметрами стабилизаторов постоянного тока являются:
а) Коэффициент стабилизации по входному напряжению
=
(
/
)
(
/
),
где , соответственно ток и приращение тока в сопротивлении нагрузки.
б) Коэффициент стабилизации при изменении сопротивления нагрузки
,
где
,
соответственно
сопротивление нагрузки и приращение
сопротивления нагрузки стабилизатора
при постоянном входном
напряжении.
г) Коэффициент пульсации по току
,
где
амплитуда переменной составляющей тока
в нагрузке.
4. Температурный коэффициент стабилизатора
=
/
.
Помимо параметров, характеризующих качество стабилизации, стабилизаторы постоянного напряжения (тока) оцениваются по энергетическим показателям. Основной энергетический показатель стабилизаторов - коэффициент полезного действия η.
Стабилизаторы переменного напряжения характеризуются дополнительными параметрами, а именно, стабильностью выходного напряжения в зависимости от частоты питающего напряжения, коэффициентом мощности, искажением формы кривой выходного напряжения.