Condensatorfiltering is een belangrijke schakel hierin stroomomvormers . Het belangrijkste doel ervan is om de rimpel in de gelijkstroomvoeding te verminderen en ervoor te zorgen dat het wisselstroomvermogen van de omvormer een stabieler spanningsniveau heeft.
Condensatorfiltering van DC-voeding:
Aan de ingangskant van de omvormer wordt gelijkstroom verkregen via een gelijkrichter, die bepaalde rimpelingen zal introduceren. Deze pulsaties komen voornamelijk voort uit niet-idealiteiten in de stroomvoorziening en de aanwezigheid van andere AC-componenten in de stroomvoorziening. Om deze pulsaties te elimineren of te verminderen, is een capacitief filter op de gelijkrichteruitgang aangesloten.
Condensator selectie:
De keuze van de condensator is cruciaal voor het capacitieve filtereffect. Over het algemeen moeten condensatoren voldoende capaciteit en spanningsweerstand hebben om gedurende de gehele stroomcyclus een soepele uitgangsspanning te garanderen. Tegelijkertijd moet de nominale spanning van de condensator hoger zijn dan de maximale waarde van de spanningsbron om te voorkomen dat de condensator kapot gaat.
Het principe van capacitieve filtering:
Het principe van capacitieve filtering is gebaseerd op de reactie van condensatoren op spanningsveranderingen. Wanneer gelijkstroom door een condensator wordt geleid, laadt de condensator op, absorbeert stroompieken en geeft vervolgens de opgeslagen energie vrij wanneer de stroom afneemt. Op deze manier dient de condensator als een "energieopslag" die de DC-uitvoer kan afvlakken en de amplitude van de rimpel kan verminderen.
Frequentierespons van condensatorfilter:
Capacitieve filters reageren op verschillende frequenties op verschillende rimpelingen. Voor laagfrequente rimpelingen vertonen condensatoren een lagere impedantie en kunnen deze effectief wegfilteren. Maar voor hoogfrequente ruis zal de impedantie van de condensator toenemen, waardoor het filtereffect op hoogfrequente rimpelingen wordt beperkt. Daarom wordt het meestal samen met een inductor gebruikt om een LC-filter te vormen om het filtereffect van breedspectrumrimpelingen te verbeteren.
Ontwerpoverwegingen voor capacitieve filtering:
Bij het ontwerp van condensatorfilters moet rekening worden gehouden met factoren zoals de ESR (equivalente serieweerstand), ESL (equivalente serie-inductie), het bedrijfstemperatuurbereik en de levensduur van de condensator. De bedrijfsomgeving en vereisten van de omvormer zijn van invloed op de selectie en lay-out van de condensator.
Filterpositie:
Het condensatorfilter wordt gewoonlijk aan de ingangskant van de omvormer geplaatst, dat wil zeggen aan de uitgangskant van de gelijkrichter, om een effectieve filtering van de rimpel van de gelijkstroomvoeding te garanderen. Daarnaast kunnen er ook filters worden gebruikt aan de uitgang van de omvormer om de kwaliteit van de AC-golfvorm te verbeteren.
