Работу всех электрических приборов, которые эксплуатируются как в быту, так и в промышленности рассчитывают на определенные параметры электрической сети, к которым они будут подключаться. К одним из таких параметров относится уровень напряжения электрической сети. Но электрические сети имеют и свои недостатки. Одним из них, это нестабильный уровень напряжения. Напряжение может колебаться, особенно это наблюдается, если электрические сети перегружены. Тогда, в период перегрузки напряжение в сети падает, а при недогрузке, - повышается. Многие электрические приборы не могут работать при таких перепадах напряжения, у них могут повреждаться отдельные узлы или попросту они могут сгореть.

Чтобы этого не допустить, следует применять приборы, которые могут обеспечить стабильное напряжение. Такие приборы называются стабилизаторами напряжения. Стабилизатор имеет входной и выходной блок. К входу стабилизатора подается напряжение от электрической сети, а к выходу подключается нагрузка в виде электроприборов. Задача стабилизатора напряжения поддерживать неизменное напряжение на его выходе. Тогда, присоединенный к нему потребитель всегда будет работать на стабильном напряжении.

В настоящей статье будут рассмотрены основные типы стабилизаторов, их применение и принцип работы.

По своему функциональному назначению стабилизатора разделяются на два класса: для работы в сети постоянного или переменного напряжении.      

1. Стабилизаторы, предназначенные для работы на постоянном напряжении.

В зависимости от назначения и принципа работы, стабилизаторы для постоянного напряжения делятся на следующие виды:

1.1. Линейные. Работа таких стабилизаторов построена на принципе делителя напряжения. Такие стабилизаторы имеют два последовательно соединенных участка цепи (плечи). Напряжение из сети поступает на весь участок. Снимается напряжение только с одного плеча. Постоянство напряжение поддерживается за счет изменения сопротивления этого плеча. А так как сопротивление этого плеча всегда поддерживается стабильным, то и напряжение на выходе будет стабильным.     

Линейные стабилизаторы отличаются простотой конструкции, в которой используется минимальное количество деталей. При работе таких стабилизаторов в выходном напряжении отсутствуют помехи.

Недостатком является то обстоятельство, что при большой разнице между входным и выходным напряжением снижается КПД. Это происходит за счет того, что большая часть мощности превращается в тепло на регулирующем плече делителя.

По конструкции и принципу работы линейные стабилизаторы подразделяются на следующие виды:

• параметрические. Это стабилизаторы, в которых для контроля напряжения применяются стабилитроны, подключенные параллельно к нагружаемой ветви. В виде стабилизирующего устройства может использоваться газоразрядные или полупроводниковые стабилитроны;
• с биполярным транзистором. Конструкция такого стабилизатора основана на модернизированном параметрическом типе. В схему параметрического стабилизатора дополнительно добавлен биполярный транзистор, задача которого заключается в увеличении тока с постоянным коэффициентом. В таких стабилизаторах напряжение на выходе всегда стабильно. Его величина не зависит нагрузочных токов;   

1.2. Импульсные. В конструкции такого усилителя предусмотрен накопитель. В качестве накопителя применяется катушка индуктивности и электролитический конденсатор. Это работает следующим образом. Ток из сети отдельными короткими импульсами подается в накопитель. В накопителе напряжение преобразуется в другое, с нужными параметрами, которое и подается к присоединенной нагрузке.

В зависимости от назначения импульсные стабилизаторы делятся на понижающие, повышающие и инвертирующие.

Эти стабилизаторы отличаются низкими потерями. Недостатком является наличие импульсных помех на выходе.

2. Стабилизаторы, предназначенные для работы на переменном напряжении.

Задача таких стабилизаторов заключается в том, что они не только должны поддерживать постоянный уровень на выходе, но еще и не искажать синусоидальность электрического тока.  

2.1 Стабилизаторы накопители.

Эти стабилизаторы напряжения работают следующим образом. Сначала происходит накопление электроэнергии от электрической сети с параметрами электросети. После этого происходит новая генерация, но уже с новыми стабильными параметрами, которые и направляются к потребителю.

Накопительные стабилизаторы подразделяются на следующие типы:

• система «двигатель-генератор». Для такой системы стабилизации напряжения необходимо иметь, по крайней мере, два преобразователя: электрический двигатель, преобразующий электрическую энергия в механическую и генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую. А зачем такая сложность? Дело в том, что это два независимых устройства, работающих следующим образом. К электрической сети с возможными переменными параметрами подключается электрический двигатель, на валу которого находится генератор. Приводимый в действие от электрического двигателя генератор, вырабатывает электроэнергию с неизменным уровнем напряжения. Стабилизация напряжения осуществляется от постоянной частоты вращения ротора генератора, которая поддерживает за счет кинетической энергии маховика;       

• феррорезонансный. В конструкцию такого стабилизатора входит: две катушки индуктивности с насыщенным сердечником и магнитным зазором, а также электролитический конденсатор. Так как катушка с насыщенным сердечником поддерживает всегда постоянное напряжение, которое не зависит от тока, то стабилизация напряжения поддерживается путем регуляции характеристик катушки с магнитным зазором и конденсатора;  

• инверторный. В его работе заложен принцип многократного преобразования рабочего тока. На первом этапе стабилизации, ток из сети преобразуется в постоянный. Это происходит посредством встроенного выпрямительного устройства и корректора. Преобразованная, таким образом, энергия аккумулируется в блоке конденсаторов. На втором этапе стабилизации ток, с блока конденсаторов,
• источники бесперебойного питания (ИБП). Такие приборы обеспечивают бесперебойное электроснабжение, подключенных к ним токоприемников и выполняют функции стабилизатора. Электрическая энергия, поступающая из сети, сначала аккумулируется в аккумуляторе. А затем с аккумулятора напряжение поступает на нагрузку, но уже с постоянными параметрами. Такие приборы нашли широкое применение для питания устройств вычислительной техники.

2.2.Корректирующие. В таких стабилизаторах постоянное напряжение поддерживается за счет добавочного потенциала. Они выпускаются следующих типов: электромагнитные, электромеханические, электродинамические, релейные, электронные и гибридные.