Filtrovanie kondenzátora je kľúčovým článkom výkonové meniče . Jeho hlavným účelom je znížiť zvlnenie v jednosmernom napájacom zdroji a zabezpečiť, aby výstup striedavého prúdu meniča mal stabilnejšiu úroveň napätia.
Filtrovanie kondenzátora jednosmerného napájacieho zdroja:
Na vstupnom konci výkonového meniča sa jednosmerný prúd získava cez usmerňovač, ktorý spôsobí určité vlnenie. Tieto pulzácie pochádzajú predovšetkým z neideálností v napájaní a prítomnosti iných striedavých komponentov v napájacom zdroji. Na odstránenie alebo zníženie týchto pulzácií je na výstup usmerňovača pripojený kapacitný filter.
Výber kondenzátora:
Výber kondenzátora je rozhodujúci pre efekt kapacitného filtrovania. Všeobecne povedané, kondenzátory musia mať dostatočnú kapacitu a napäťový odpor, aby sa zabezpečilo hladké výstupné napätie počas celého prúdového cyklu. Zároveň by menovité napätie kondenzátora malo byť vyššie ako maximálna hodnota zdroja napätia, aby sa zabránilo rozpadu kondenzátora.
Princíp kapacitného filtrovania:
Princíp kapacitného filtrovania je založený na reakcii kondenzátorov na zmeny napätia. Keď jednosmerný prúd prechádza cez kondenzátor, kondenzátor sa nabíja, absorbuje špičky prúdu a potom uvoľňuje uloženú energiu, keď sa prúd zníži. Týmto spôsobom kondenzátor slúži ako "zásobník energie", ktorý dokáže vyhladiť jednosmerný výstup a znížiť amplitúdu zvlnenia.
Frekvenčná odozva kondenzátorového filtra:
Kapacitné filtre majú rôzne odozvy na zvlnenie pri rôznych frekvenciách. Pre nízkofrekvenčné zvlnenia majú kondenzátory nižšiu impedanciu a dokážu ich efektívne odfiltrovať. Ale pre vysokofrekvenčný šum sa impedancia kondenzátora zvýši, čím sa obmedzí jeho filtračný účinok na vysokofrekvenčné zvlnenie. Preto sa zvyčajne používa spolu s induktorom na vytvorenie LC filtra na zlepšenie filtračného účinku širokospektrálnych zvlnení.
Úvahy o návrhu pre kapacitné filtrovanie:
Pri návrhu kondenzátorových filtrov je potrebné zvážiť faktory ako ESR (ekvivalentný sériový odpor), ESL (ekvivalentná sériová indukčnosť), rozsah prevádzkovej teploty a životnosť kondenzátora. Prevádzkové prostredie a požiadavky meniča ovplyvnia výber a usporiadanie kondenzátora.
Umiestnenie filtra:
Kondenzátorový filter je zvyčajne umiestnený na vstupnom konci meniča, to znamená na výstupnom konci usmerňovača, aby sa zabezpečilo efektívne filtrovanie zvlnenia jednosmerného napájania. Okrem toho je možné na výstupe meniča použiť aj filtre na zlepšenie kvality priebehu striedavého prúdu.
