Kondensatorfiltrering er et nøkkelledd i kraftomformere . Hovedformålet er å redusere krusningen i DC-strømforsyningen og sikre at vekselstrømutgangen fra omformeren har et mer stabilt spenningsnivå.
Kondensatorfiltrering av DC-strømforsyning:
Ved inngangsenden av kraftomformeren oppnås likestrøm gjennom en likeretter, som vil introdusere visse krusninger. Disse pulseringene stammer først og fremst fra ikke-idealiteter i strømforsyningen og tilstedeværelsen av andre AC-komponenter i strømforsyningen. For å eliminere eller redusere disse pulseringene er et kapasitivt filter koblet til likeretterutgangen.
Valg av kondensator:
Valget av kondensator er avgjørende for den kapasitive filtreringseffekten. Generelt sett må kondensatorer ha tilstrekkelig kapasitans og spenningsmotstand for å sikre jevn utgangsspenning gjennom hele strømsyklusen. Samtidig bør den nominelle spenningen til kondensatoren være høyere enn maksimalverdien til spenningskilden for å forhindre at kondensatoren brytes ned.
Prinsippet for kapasitiv filtrering:
Prinsippet om kapasitiv filtrering er basert på responsen til kondensatorer på spenningsendringer. Når likestrøm føres gjennom en kondensator, lader kondensatoren, absorberer topper i strøm, og frigjør deretter den lagrede energien når strømmen avtar. På denne måten fungerer kondensatoren som et "energilager" som kan jevne ut DC-utgangen og redusere amplituden til krusningen.
Frekvensrespons for kondensatorfilter:
Kapasitive filtre har forskjellig respons på rippel ved forskjellige frekvenser. For lavfrekvente krusninger viser kondensatorer lavere impedans og kan effektivt filtrere dem ut. Men for høyfrekvent støy vil impedansen til kondensatoren øke, noe som begrenser filtreringseffekten på høyfrekvente krusninger. Derfor brukes den vanligvis sammen med en induktor for å danne et LC-filter for å forbedre filtreringseffekten av bredspektrede krusninger.
Designhensyn for kapasitiv filtrering:
Ved utformingen av kondensatorfiltre må faktorer som ESR (ekvivalent seriemotstand), ESL (ekvivalent serieinduktans), driftstemperaturområde og levetid for kondensatoren vurderes. Driftsmiljøet og kravene til omformeren vil påvirke kondensatorvalg og layout.
Filterposisjon:
Kondensatorfilteret er vanligvis plassert ved inngangsenden av omformeren, det vil si utgangsenden av likeretteren, for å sikre effektiv filtrering av krusningen til DC-strømforsyningen. I tillegg kan filtre også brukes ved utgangen av omformeren for å forbedre kvaliteten på AC-bølgeformen.
