Stabilizátory prúdu


       Bloková schéma obvodu so stabilizátorom prúdu je na obrázku :


Poznámka - v praxi je napätie U3 veľmi často napájacím napätím UCC  celého elektronického obvodu, nie len stabilizátora prúdu !

       Stabilizátory prúdu sú elektronické obvody, ktoré sa používajú v napájacích zdrojoch prúdu a slúžia na minimalizáciu veľkosti zmien jednosmerného prúdu v elektronickom obvode a na udržanie jeho konštantnej hodnoty. Na rozdiel od stabilizátorov napätia, ktoré majú mať pre svoju správnu činnosť vnútorný odpor čo najmenší, stabilizátory prúdu musia mať vnútorný odpor čo najväčší. Je to preto, aby zmenou záťaže RZ alebo vstupného napätia obvodu U3  sa výsledný prúd I2 v obvode menil čo najmenej.
       Podobne ako pri stabilizátoroch napätia, tak aj pri stabilizátoroch prúdu môžeme dané stabilizátory realizovať ako parametrické, alebo ako spätnoväzobné. Pri parametrických využívame vhodnú VA charakteristiku niektorej polovodičovej súčiastky ( napr. bipolárneho alebo unipolárneho tranzistora.),  pri spätnoväzobných ide o zložitejší elektronický obvod.

       Aj pri stabilizátoroch prúdu, podobne ako pri stabilizátoroch napätia, môžeme zadefinovať základné technické požiadavky, ktorými posudzujeme vlastnosti stabilizovaných zdrojov prúdu. Tieto požiadavky sa týkajú nasledujúcich prevádzkových vlastností :


1)   

Stabilizácia, ktorá posudzuje stabilizátor z hľadiska jeho kvality.  Najčastejšie sa posudzuje podľa  činiteľa stabilizácie. Ten môže byť :

 
a)   

Činiteľ stabilizácie KSIU, ktorý udáva, koľko krát stabilizátor zmenšuje pomerné kolísanie prúdu I2 na výstupe stabilizátora voči pomernému kolísaniu napätia U3 na jeho vstupe. Udáva sa pri konštantnej záťaži RZ.  Teplota okolia má byť tiež konštantná a má mať vzťažnú hodnotu ( udanú technickou normou ). Vzťah pre výpočet jeho hodnoty je nasledovný :

 
   [-]

Najčastejšie sa berie zmena vstupného napätia ± 10 %.

 
b)   

Činiteľ stabilizácie KSIR, ktorý udáva, koľko krát stabilizátor zmenšuje pomerné kolísanie napätia U2 na výstupe stabilizátora voči pomernému kolísaniu prúdu I2 pretekajúceho záťažou RZ.  Udáva sa pri konštantnom vstupnom napätí U3  a teplote okolia, ktorá má vzťažnú hodnotu.   Vzťah pre výpočet jeho hodnoty je nasledovný :

 
   [-]

Tento činiteľ stabilizácie charakterizuje odozvu výstupného napätia U2 stabilizátora prúdu na zmeny záťaže RZ.


2)   

Stabilita ( stálosť )  je ďalšia prevádzková vlastnosť stabilizovaného zdroja. Týka sa najmä časovej a teplotnej stálosti napätia na výstupe zdroja.

 
a)   

Časová stálosť ( drift )  sa udáva absolútnou alebo relatívnou zmenou výstupného prúdu I2  za určité časové obdobie, pri konštantnom vstupnom napätí U3, konštantnej záťaži R Z a pri stálej teplote okolia. Časové obdobie, pre tieto účely, sa veľmi často berie dĺžka trvania jednej pracovnej zmeny, t.j.  8 hodín.  Vzťah pre výpočet jej hodnoty je nasledovny :

      [ % /8 hod ;  A, hod ]

U3 = konšt.,  J = 20 °C,  Dt = t1 - t2 = 8 hodín,  RZ = konšt.

 
b)   

Teplotná stálosť sa udáva absolútnou alebo relatívnou zmenou výstupného prúdu I2, ktorá sa vzťahuje na zmenu okolitej teploty J  o 1 K ( 1 °C ). Meria a udáva sa pri konštantnom vstupnom napätí U3 a konštantnej záťaži RZ. Vzťah pre výpočet jej hodnoty je nasledovny :

     [ % / K ;  A, K ]

 
3)   

Zvlnenie výstupného prúdu I2 určuje maximálnu striedavú zložku obsiahnutú v jednosmernom výstupnom prúde. Udáva sa v efektívnych alebo medzivrcholových ( špička-špička, z angličtiny pik-pik ) hodnotách. Dá sa charakterizovať činiteľom zvlnenia  jZV.

    [% ; A]

IZVef ... je efektívna hodnota 1. harmonickej prúdu zvlnenia ( striedavej zložky )  meranej selektívnym ampérmetrom
IZV  .... je maximálna hodnota 1. harmonickej prúdu zvlnenia
I0  ...... je stredná hodnota výstupného jednosmerného prúdu I2.

 

4)   

Výstupný odpor stabilizátora RTsti  je pomer zmeny výstupného napätia DU2 na výstupných svorkách stabilizátora ku zmene výstupného prúdu DI2 pretekajúceho záťažou RZ  pri konštantnom vstupnom napätí U3.

   [W ; V, A]

Stabilizátory prúdu musia mať RTsti  čo najväčší, najmenej niekoľko sto   kW.

       Podobne ako pri stabilizátoroch napätia, aj pri stabilizátoroch prúdu by bolo možné vymenovať veľa ďalších vlastností, ktoré závisia od použitia daného zdroja prúdu a od použitej záťaže pripojenej na výstup zdroja. Špecifickými vlastnosťami sa tu nebudeme zaoberať, tie si prípadný záujemca najde v technických normách pre ten ktorý elektronický obvod.


    Teraz si bližšie popíšeme činnosť a vlastnosti jednotlivých typov prúdových stabilizátorov:

    1. parametrický stabilizátor prúdu

    2. spätnoväzobný stabilizátor prúdu



!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu