Основные параметры стабилизаторов
Надежная и бесперебойная работа устройств автоматики, телемеханики и связи зависит от качества питающего напряжения. Это напряжение на выходе выпрямительных устройств преобразователей или аккумуляторных батарей под воздействием дестабилизирующих факторов может изменяться в значительных пределах. К основным дестабилизирующим факторам можно отнести: изменения напряжения питающей сети, сопротивления нагрузки и температуры окружающей среды. Для обеспечения постоянства питающего напряжения, поддержания его в заданных пределах применяют регулирующие устройства и стабилизаторы напряжения. В них используют противоэлементы, вольтодобавочные аккумуляторы, угольные регуляторы, тиристоры, дроссели насыщения, вольтодобавочные трансформаторы, феррорезонансные и полупроводниковые стабилизаторы.
По роду напряжения (тока) все стабилизаторы можно разделить на два типа - постоянного или переменного тока. Стабилизаторы напряжения и тока характеризуются рядом основных параметров.
Номинальное входное напряжение Uвх - это напряжение источника энергии, при котором через стабилизатор питается нагрузка номинальным током. На каждый стабилизатор задаются пределы изменения входного напряжения Uвх max, Uвх min, при которых он обеспечивает требуемые выходные параметры. Отклонения входного напряжения обычно выражают в относительных величинах (проценты) или в виде дроби
;
.
Из этих соотношений можно определить максимальное и минимальное входные напряжения:
;
.
Номинальное выходное напряжение UH -это напряжение на выходе стабилизатора, подводимое к питаемой нагрузке. Для регулируемых стабилизаторов напряжения обычно указывают максимальное UH max и минимальное UH min выходные напряжения, тогда диапазон регулирования выходного напряжения стабилизатора
.
Относительная нестабильность выходного напряжения δU, характеризует допустимые отклонения стабилизированного напряжения от номинального DUн при изменении входного напряжения UВХ (сопротивление нагрузки постоянно) .
Относительная нестабильность по току δI характеризует отклонения стабилизированного напряжения от номинального при изменении тока нагрузки Iн (входное напряжение постоянно), %, .
Коэффициент нестабильности по напряжению
(5.1)
Коэффициент нестабильности по току нагрузки
(5.2)
Параметры δU, δI, KHC U, KHC I отличаются друг от друга только оценкой нестабильности по напряжению или току (абсолютная или относительная), но выражают одно и то же физическое содержание.
Коэффициент стабилизации Кст U, характеризующий стабильность выходного напряжения UН, при изменении входного напряжения Uвх показывает, во сколько раз напряжение на выходе стабилизатора при постоянной нагрузке изменяется меньше относительно изменений на входе
(5.3)
Коэффициент стабилизации Кст I для стабилизатора тока по входному напряжению при постоянной нагрузке показывает, во сколько раз относительное изменение тока нагрузки меньше вызвавшего его относительного изменения напряжения на входе
Выходное сопротивление стабилизатора Rвых определяется как отношение изменения напряжения на выходе стабилизатора к изменению тока нагрузки .
Температурный коэффициент напряжения характеризует степень стабильности выходного напряжения .
Коэффициент полезного действия стабилизатора определяется отношением полезной мощности, выделяемой на нагрузке, к мощности, потребляемой им от выпрямительного устройства, .
Напряжение пульсаций UНП-уровень переменной составляющей выходного напряжения, оцениваемый в средних квадратичных значениях или в процентах относительно напряжения .
Коэффициент искажения формы кривой Кф служит показателем оценки качества стабилизаторов переменного напряжения, характеризующих искажение формы кривой на выходе. Данный коэффициент определяется отношением действующего значения тока или напряжения первой гармоники к действующему значению суммы всех составляющих тока или напряжения ;
.
Коэффициент мощности сов ср характеризует реактивные потери и определяется отношением активной мощности Р, потребляемой стабилизатором, к полной мощности S, подводимой к нему от сети или другого источника переменного тока: .