Простейшим из параметрических однофазных стабилизаторов является ферромагнитный стабилизатор, в котором в качестве регулирующего элемента применяется дроссель с насыщающимся сердечником. Схема подобного стабилизатора похожа на схему параметрического стабилизатора на стабилитроне и приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема ферромагнитного однофазного стабилизатора напряжения
В данной схеме переменное напряжение ограничивается на насыщающемся дросселе Lн. В качестве балластного резистора, на котором падает лишнее напряжение, служит реактивное сопротивление индуктивности Lл. Амплитудная характеристика этого вида стабилизатора переменного напряжения, повторяющая вольтамперную характеристику дросселя в режиме насыщения, приведена на рисунке 2.
Рисунок 2. Амплитудная характеристика ферромагнитного однофазного стабилизатора напряжения переменного тока
Из графика, приведенного на этом рисунке видно, что коэффициент стабилизации ферромагнитого стабилизатора достаточно низкий (особенно на начальном участке при небольших входных напряжениях). Кроме того, из-за нелинейного характера изменения тока дросселя Lн форма напряжения на выходе стабилизатора искажается. Оно ограничивается с двух сторон и приближаетя по форме к прямоугольному. Поэтому в выходном спектре появляются четные гармоники входного напряжения. Учитывая, что при насыщении сердечника возрастают потери, то к.п.д. ферромагнитного стабилизатора находится в пределах от 40 до 60%. Из-за индуктивного характера элементов стабилизатора его коэффициент мощности достаточно низок (0,3 ... 0,5).
Для уменьшения коэффициента гармоник выходого напряжения можно применить паралельный контур. Для этого параллельно дросселю Lн подключают конденсатор. Такая схема получила название феррорезонансные стабилизаторы. В качестве примера феррорезонансного стабилизатора можно назвать модель Украина-2 или иностранные стабилизаторы серии SOLA, KONZEPT. Схема феррорезонансного стабилизатора приведена на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема феррорезонансного однофазного стабилизатора напряжения
Применениие конденсатора приводит к компенсации индуктивной составляющей входного тока, что позволяет увеличить коэффициент мощности. В феррорезонансных стабилизаторах переменного напряжения он находится в пределах 0,8 ... 1. Кроме того, емкость конденсатора C и индуктивность дросселя с насыщающимся сердечником образуют параллельный контур, который подавляет высокочастотные составляющие выходного тока. В результате коэффициент нелинейных искажений не превышает 4%.
Вольтамперная характеристика нелинейного контура в феррорезонансном стабилизаторе переменного напряжения приведена на рисунке 2.
Рисунок 4. Вольтамперная характеристика нелинейного контура
При увеличении входного напряжения от нуля, увеличивается ток через конденсатор С и через нелинейный дроссель Lн. В момент их равенства ток, потребляемый контуром, равен нулю (точка "А") — это точка резонанса. Выше точки А характер входного сопротивления контура становится индуктивным — этот участок характеристики контура используется в качестве рабочего участка стабилизатора. Угол наклона её меньше, чем у отдельного дросселя насыщения, в результате стабильность выходного напряжения будет выше, чем у ферромагнитного стабилизатора.
Феррорезонансные стабилизаторы чувствительны к изменению частоты, так при
В промышленных вариантах бытовых однофазных стабилизаторов напряжения часто индуктивность дросселя Lл делят на две части, как это показано на рисунке 4.
Рисунок 5. Улучшенная схема феррорезонансного стабилизатора
Это позволяет улучшить форму выходного напряжения. Конструкция одного из распространенных бытовых стабилизаторов напряжения приведена на рисунке 4.
Рисунок 6. Конструкционное исполнение феррорезонансного стабилизатора
Дата последнего обновления файла 13.12.2015
