Стабилитрон – ионный ста­билизатор напряжения — применяют в сетях постоянного тока, когда напряжение на нагрузке требуется поддер­живать неизменным.

У стабилитрона внутри стеклянного бал­лона, заполненного инертным газом (неон, гелий, аргон) или нарами ртути, размещены два цилиндри­ческих электрода: внешний — катод 3 и внутренний — анод 1, а в некоторых конструкциях еще и поджигающий электрод 2. Поджигающий электрод соединен с катодом и позволяет снизить напряжение зажигания прибора, по­скольку расстояние от него до анода меньше, чем от катода до анода.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

va-harakteristika

Вольт-амперная характеристика стабилитрона показывает, что, как только прибор «зажжется» (при U=U3), напряжение на электродах умень­шится до рабочего Up, а ток достигнет значения Ip. Харак­теристика отражает стабилизирующее действие прибора: изменение тока в диапазоне от Imin до Imах практически не сказывается на напряжении, и его можно считать по­стоянным. Ток больше Imах недопустим, так как прибор может перейти в режим дугового разряда, электроды рас­плавятся, и стабилитрон выйдет из строя.

Схема включения стабилитрона представлена на ри­сунке ниже:

схема включения стабилитрона

Принцип стабилизации напряжения со­стоит в том, что при повышении напряжения U0 питания увеличивается ток через балластное сопротивление Rб и участок тп цепи. Казалось бы, что должно усилится па­дение напряжения и на резисторе и на участке тп. Но в действительности напряжение на участке тп почти не увеличивается, поскольку в соответствии с характерис­тикой стабилитрона изменение тока почти не вызывает изменения напряжения на его электродах, и через нагрузку проходит почти такой же, как и раньше, ток Iн.

Стабилизаторы на стабилитронах просты и достаточно надежны. Однако у них низкий коэффициент полезного действия, так как и при нормальном режиме в цепи часть тока проходит через прибор.

В качестве примера приведем технические данные ста­билитронов газоразрядных типов СГ1П, СГ19С и СГ304С (соответственно):

  • сила тока 5-30, 10-60 и 0,05-1,0 мА,
  • срок службы 1000, 500 и 500 ч,
  • напряжение горения 143-155 В, 1,05-1,15 и 28,5-31,5 кВ.