Качество работы стабилизаторов напряжения характеризуется следующими параметрами:
1. Коэффициент стабилизации по входному напряжению. Он равен отношению относительных изменений напряжений на входе и выходе стабилизатора при постоянном токе нагрузки:
. (1)
Здесь ∆Uп и ∆Uн - абсолютные изменения входного и выходного напряжений, a Uп и Uн - номинальные значения этих напряжений.
2. Коэффициент стабилизации по нагрузке равен отношению относительного изменения тока нагрузки к относительному изменению выходного напряжения:
. (2)
Часто вместо коэффициента стабилизации (2) реакция стабилизатора напряжения на изменение тока нагрузки характеризуется его выходным сопротивлением Rвых:
(3)
3. Коэффициент сглаживания пульсаций характеризует фильтрующие свойства стабилизатора. Он показывает, во сколько раз относительная величина пульсаций напряжения на входе стабилизатора превышает их относительное значение на выходе:
. (4)
Здесь Uп~ и Uн~ - амплитудные значения пульсаций напряжения соответственно на входе и выходе стабилизатора.
4. Температурный коэффициент напряжения (ТКН) стабилизатора характеризует степень стабильности его выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды при постоянном напряжении на входе и постоянном токе нагрузки стабилизатора. Он определяется как отношение изменения стабилизированного напряжения к вызвавшему его изменению температуры окружающей среды:
. (5)
Кроме перечисленных выше основных параметров, характеризующих качество стабилизации напряжения, стабилизаторы оцениваются по энергетическим показателям, важнейшим из которых является коэффициент полезного действия (КПД). Он равен отношению мощности, потребляемой нагрузкой стабилизатора, к мощности, потребляемой стабилизатором от источника питания.
Неотьемлемой составной частью любого стабилизатора является регулирующий элемент, в качестве которого могут быть использованы электронная лампа, транзистор, полупроводниковый или газоразрядный стабилитроны. По способу взаимного включения регулирующего элемента (РЭ) и сопротивления нагрузки (Rн) различают последовательные и параллельные стабилизаторы напряжения (рис. 1).
Рис. 1. Последовательный (а) и параллельный (б) |
В случае последовательного СН (рис. 1,а) для напряжения на нагрузке справедлива формула
(6)
Из (6) видно, что в качестве РЭ необходимо взять такой элемент, сопротивление которого увеличивается с ростом протекающего через него тока. В этом случае увеличение входного напряжения приведет к возрастанию тока в цепи и, следовательно, к росту сопротивления РЭ. Падение напряжения на РЭ увеличивается, а коэффициент передачи цепочки k1 уменьшается, т.е. происходит компенсация изменения входного напряжения.
В параллельных СН (рис. 1, б) регулирующий элемент включен параллельно нагрузке и имеется дополнительный балластный резистор R. Связь напряжения на нагрузке с напряжением питания для такой схемы дается формулой
. (7)
Из (7) видно, что при возрастании Uп сопротивление РЭ должно уменьшаться, чтобы сохранить напряжение на нагрузке неизменным.
В зависимости от вида регулирующего элемента и способа управления им стабилизаторы напряжения подразделяются на нелинейные (параметрические) и компенсационные.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 276.