Системы стабилизации тока (ССТ) используются в различных областях электротехники, импульсной электроэнергетики, электротермии, электропривода, преобразовательной техники (рис. 1).
Для функционирования ССТ при изменении величины сопротивления нагрузки оптимальными являются схемотехнические решения, содержащие параметрические стабилизаторы тока, в качестве которых чаще всего используются индуктивно-емкостные преобразователи (ИЕП) (рис. 2). Применением ИЕП обеспечивается повышение энергетической эффективности и надежности ССТ.
Преимуществами ИЕП, обеспечивающими их активное применение при создании ССТ, являются устойчивость к коротким замыканиям в цепи нагрузки, широкий диапазон регулирования рабочих токов, напряжений и частот, работа в режиме как прямого, так и обратного преобразования.
Кроме того, ИЕП широко применяются в качестве источников питания в электротехнических комплексах: в мощной импульсной технике для заряда накопительных конденсаторов, в лазерных установках, импульсных газоразрядных источниках света, электроприводе для питания двигателей постоянного тока.
Существуют различные схемы ИЕП на дискретных электромагнитных элементах (ЭМЭ): Г-, Т-образные и мостовые структуры, отличающиеся числом и порядком включения элементов, наличием магнитной связи между катушками индуктивности (рис. 3). К преимуществам Г-образной схемы ИЕП (рис. 3а) относятся простота, малый уровень нелинейных искажений, передаваемых в сеть, относительно малая масса, к недостаткам – более низкие КПД и коэффициент мощности. Т-образные схемы Бушеро (рис. 3б и 3в) и мостовая схема Штейнметца (рис. 3г) характеризуются более высокими КПД и коэффициентом мощности, но имеют большую массы и габариты и оказывают отрицательное влияние на качество напряжения сети.
Основные параметры ИЕП, в том числе, точность стабилизации тока нагрузки и массогабаритные показатели, становятся лучше в случае выполнения ИЕП симметричными и использования магнитной связи между катушками индуктивности. В Т-образной схеме Бушеро используется линейная магнитная связь между идентичными катушками индуктивности, размещенными на общем магнитопроводе (рис. 3б) [1]. Симметричная Т-образная схема Бушеро с магнитной связью между катушками индуктивности является более совершенной, обладает улучшенными стабилизационными свойствами и энергетическими показателями, меньшими массой и габаритами (рис. 3в).