Стабілізатор струму: призначення, опис, схеми
Сучасна людина постійно перебуває в оточенні величезної кількості електротехнічного обладнання, як побутового, так і промислового. Важко уявити наше життя без електричних приладів, вони непомітно проникли в будинку. Навіть у наших кишенях завжди знайдеться кілька таких пристроїв. Вся ця техніка для своєї стабільної роботи вимагає безперебійної подачі електроенергії. Адже скачки напруги і струму найчастіше стають причиною виходу приладів з ладу.
Для забезпечення якісного харчування технічних пристроїв найкраще використовувати стабілізатор струму. Він зможе компенсувати перепади мережі і продовжити термін експлуатації.
Стабілізатор струму - це пристрій, який автоматично підтримує струм споживача з заданою точністю. Він компенсує скачки частоти струму в мережі, зміна потужності навантаження і температури навколишнього середовища. Наприклад, збільшення потужності, споживаної пристроєм, призведе до зміни споживаного струму, що викличе падіння напруги на опорі джерела, а також опорі проводки. Чим більше буде значення внутрішнього опору, тим сильніше буде змінюватися напруга при збільшенні струму навантаження.
Компенсаційний стабілізатор струму являє собою пристрій з автоматичним регулюванням, яке містить ланцюг негативного зворотного зв'язку. Стабілізація досягається в результаті зміни параметрів регулюючого елемента, у випадку впливу на нього імпульсу зворотного зв'язку. Цей параметр називається функцією вихідного струму. По виду регулювання компенсаційні стабілізатори струму бувають: безперервними, імпульсними і змішаними.
Основні параметри:
1. Коефіцієнт стабілізації за значенням вхідної напруги:
До ст.т = (? U вх /? IH) * (IH / U вх), Де
Iн ,?Iн - значення струму та прирощення значення струму в навантаженні.
Коефіцієнт К ст.т обчислюється при незмінному опорі навантаження.
2. Значення коефіцієнта стабілізації в разі зміни опору:
KRH = (? R н/ R н) * (IH/? IH) = Rи / RH, де
RH,?R н - опір і прирощення опору навантаження-
гi - значення внутрішнього опору стабілізатора.
Коефіцієнт KRH обчислюється при незмінному вхідному напрузі.
3. Значення температурного коефіцієнта стабілізатора: gamma - =? I н /? T окр.
До енергетичних параметрах стабілізаторів відноситься коефіцієнт корисної дії: eta- = P вих/ P вх.
Розглянемо деякі схеми стабілізаторів.
Дуже широке поширення отримав стабілізатор струму на польовому транзисторі, при закороченому затворі і витоку, відповідно Uзи= 0. Транзистор в такій схемі підключається послідовно опору навантаження. Точки перетину прямих навантаження з вихідною характеристикою транзистора визначать значення струму при найменшому і найбільшому значенні вхідної напруги. При використанні такої схеми струм навантаження незначно змінюється при істотній зміні вхідної напруги.
Імпульсний стабілізатор струму своєї відмінною рисою має роботу транзистора - регулятора в стані перемикання. Це дозволяє підвищувати ККД приладу. Імпульсний стабілізатор струму являє собою різновид однотактного перетворювача, охопленого контуром негативного зворотного зв'язку. Такі пристрої в залежності від реалізації силової частини можна розділити на два типи: з послідовним з'єднанням дроселя і транзістора- з послідовним з'єднанням дроселя і паралельним з'єднанням регулюючого транзистора.