Filtrování kondenzátorů je klíčovým článkem výkonové měniče . Jeho hlavním účelem je snížit zvlnění ve stejnosměrném napájecím zdroji a zajistit, aby střídavý výkon měniče měl stabilnější úroveň napětí.
Kondenzátorová filtrace stejnosměrného zdroje:
Na vstupním konci výkonového měniče je stejnosměrný proud získáván přes usměrňovač, který způsobí určité zvlnění. Tyto pulzace pocházejí především z neideálností v napájení a přítomnosti dalších střídavých komponent v napájení. Pro odstranění nebo snížení těchto pulzací je na výstup usměrňovače připojen kapacitní filtr.
Výběr kondenzátoru:
Volba kondenzátoru je rozhodující pro efekt kapacitního filtrování. Obecně řečeno, kondenzátory musí mít dostatečnou kapacitu a napěťový odpor, aby bylo zajištěno hladké výstupní napětí během celého proudového cyklu. Jmenovité napětí kondenzátoru by zároveň mělo být vyšší než maximální hodnota zdroje napětí, aby se zabránilo rozpadu kondenzátoru.
Princip kapacitní filtrace:
Princip kapacitní filtrace je založen na reakci kondenzátorů na změny napětí. Když stejnosměrný proud prochází kondenzátorem, kondenzátor se nabíjí, absorbuje špičky proudu a poté uvolňuje uloženou energii, když se proud sníží. Tímto způsobem kondenzátor slouží jako "zásobník energie", který může vyhlazovat stejnosměrný výstup a snižovat amplitudu zvlnění.
Frekvenční odezva kondenzátorového filtru:
Kapacitní filtry mají různé odezvy na zvlnění na různých frekvencích. Pro nízkofrekvenční zvlnění mají kondenzátory nižší impedanci a mohou je účinně odfiltrovat. Ale pro vysokofrekvenční šum se impedance kondenzátoru zvýší, což omezí jeho filtrační účinek na vysokofrekvenční zvlnění. Proto se obvykle používá společně s induktorem k vytvoření LC filtru pro zlepšení filtračního účinku širokospektrého zvlnění.
Aspekty návrhu pro kapacitní filtrování:
Při návrhu kondenzátorových filtrů je třeba vzít v úvahu faktory jako ESR (ekvivalentní sériový odpor), ESL (ekvivalentní sériová indukčnost), rozsah provozních teplot a životnost kondenzátoru. Provozní prostředí a požadavky měniče ovlivní výběr a uspořádání kondenzátoru.
Umístění filtru:
Kondenzátorový filtr je obvykle umístěn na vstupním konci měniče, tedy na výstupním konci usměrňovače, aby bylo zajištěno účinné filtrování zvlnění stejnosměrného napájení. Kromě toho lze na výstupu měniče použít také filtry pro zlepšení kvality střídavého průběhu.
