Стабилизаторы тока служат для поддержания постоянства величины тока нагрузки при изменениях ее сопротивления и колебаниях питающего напряжения. Они применяются значительно реже, чем стабилизаторы напряжения.
Простейшие стабилизаторы тока могут быть созданы с помощью нелинейного элемента, обладающего большим внутренним сопротивлением, у которого на определенном участке вольттамперной характеристики ток очень мало зависит от приложенного напряжения (участок ab на рис. 88). Включением такого элемента последовательно с нагрузкой (рис. 88а) можно обеспечить весьма малые изменения тока при значительных изменениях напряжения источника питания.
Напряжение питания в исходном режиме U10 должно быть таким, чтобы рабочая точка находилась на пологом участке характеристики стабилизирующего элемента, т. е.
U10 = U0 + Uст,
где U0 – напряжение на стабилизирующем элементе в исходном режиме;
Uст – напряжение на нагрузке.
Для оценки стабилизирующего действия устройства вводятся понятия коэффициентов стабилизации тока.
Нагрузочный ток Iст является функцией входного напряжения и сопротивления нагрузки:
Iст = Ф( U1, Rn),
а его изменение определяется полным дифференциалом этой функции:
Обозначим через Iст0 заданную величину тока, около которой изменяется стабилизированный ток нагрузки Iст. Величина
, связывающая относительное изменение напряжения на входе с относительным изменением тока в нагрузочном сопротивлении при постоянной величине последнего, называется коэффициентом стабилизации тока при постоянной нагрузке .
Величина
представляет собой коэффициент стабилизации тока при постоянной величине напряжения питания.
При идеальном стабилизирующем элементе, у которого
, практически коэффициенты стабилизации тока имеют конечные значения.
Рис. 88. Стабилизация тока:
а) схема включения нелинейного элемента;
б) вольттамперная характеристика нелинейного элемента
87. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Напряжение на выходе стабилизатора Uст является функцией входного напряжения U1 и сопротивления нагрузки Rн / Uст = Ф(U1, Rн). Изменение Uст определяется полным дифференциалом этой функции:
Обозначим через Uст0 заданную величину напряжения на выходе, около которой изменяется Uст, и через U10 соответствующее величине Uст0 входное (номинальное) напряжение, около которого изменяется U1.
Величина
, связывающая относительное изменение напряжения на входе с относительным изменением напряжения на выходе, называется коэффициентом стабилизации напряжения при постоянной нагрузке. Величина
представляет собой коэффициент стабилизации напряжения при постоянной величине напряжения питания.