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 U_вх - это напряжение источ­ника энергии, при котором через стабилизатор питается нагрузка номинальным током. На каждый стабилизатор задаются пределы изменения входного напряжения U_{вх max}, U_{вх 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 U_H -это напряжение на выходе стабилизатора, подводимое к питаемой нагрузке. Для регу­лируемых стабилизаторов напряжения обычно указывают макси­мальное U_{H max} и минимальное U_{H min} выходные напряжения, тогда диапазон регулирования выходного напряжения стабилизатора

.

Относительная нестабильность выходного напряжения δ_U, харак­теризует допустимые отклонения стабилизированного напряжения от номинального DU_н при изменении входного напряжения U_ВХ (сопротивление нагрузки постоянно) .

Относительная нестабильность по току δ_I характеризует откло­нения стабилизированного напряжения от номинального при изме­нении тока нагрузки I_н (входное напряжение постоянно), %, .

Коэффициент нестабильности по напряжению

(5.1)

Коэффициент нестабильности по току нагрузки

(5.2)

Параметры δ_U, δ_I, K_{HC U}, K_{HC 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 К_{ст U}, характеризующий стабиль­ность выходного напряжения U_Н, при изменении входного напряже­ния U_вх показывает, во сколько раз напряжение на выходе стабили­затора при постоянной нагрузке изменяется меньше относительно изменений на входе

(5.3)

Коэффициент стабилизации К_{ст 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 R_вых 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 U_НП-уровень переменной составля­ющей выходного напряжения, оцениваемый в средних квадра­тичных значениях или в процентах относительно напряжения .

Коэффициент искажения формы кривой К_ф 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: .