Le filtrage des condensateurs est un maillon clé dans onduleurs . Son objectif principal est de réduire l'ondulation de l'alimentation CC et de garantir que la puissance CA produite par l'onduleur a un niveau de tension plus stable.
Filtrage par condensateur de l'alimentation CC :
À l’extrémité d’entrée de l’onduleur, la puissance CC est obtenue via un redresseur, qui introduira certaines ondulations. Ces pulsations proviennent principalement de non-idéalités dans l'alimentation électrique et de la présence d'autres composants CA dans l'alimentation électrique. Pour éliminer ou réduire ces pulsations, un filtre capacitif est connecté à la sortie du redresseur.
Sélection du condensateur :
Le choix du condensateur est crucial pour l'effet de filtrage capacitif. D'une manière générale, les condensateurs doivent avoir une capacité et une résistance à la tension suffisantes pour garantir une tension de sortie constante tout au long du cycle de courant. Dans le même temps, la tension nominale du condensateur doit être supérieure à la valeur maximale de la source de tension pour éviter toute panne du condensateur.
Le principe du filtrage capacitif :
Le principe du filtrage capacitif repose sur la réponse des condensateurs aux changements de tension. Lorsque le courant continu traverse un condensateur, celui-ci se charge, absorbe les pics de courant, puis libère l'énergie stockée lorsque le courant diminue. De cette manière, le condensateur sert de « stockage d'énergie » qui peut lisser la sortie CC et réduire l'amplitude de l'ondulation.
Réponse en fréquence du filtre à condensateur :
Les filtres capacitifs ont des réponses différentes pour onduler à différentes fréquences. Pour les ondulations basse fréquence, les condensateurs présentent une impédance plus faible et peuvent les filtrer efficacement. Mais pour le bruit haute fréquence, l’impédance du condensateur va augmenter, limitant son effet de filtrage sur les ondulations haute fréquence. Par conséquent, il est généralement utilisé avec un inducteur pour former un filtre LC afin d'améliorer l'effet de filtrage des ondulations à large spectre.
Considérations de conception pour le filtrage capacitif :
Dans la conception des filtres à condensateur, des facteurs tels que l'ESR (résistance série équivalente), l'ESL (inductance série équivalente), la plage de température de fonctionnement et la durée de vie du condensateur doivent être pris en compte. L'environnement d'exploitation et les exigences de l'onduleur affecteront la sélection et la disposition des condensateurs.
Emplacement du filtre :
Le filtre à condensateur est généralement placé à l'extrémité d'entrée de l'onduleur, c'est-à-dire à l'extrémité de sortie du redresseur, pour assurer un filtrage efficace de l'ondulation de l'alimentation CC. De plus, des filtres peuvent également être utilisés à la sortie de l'onduleur pour améliorer la qualité de la forme d'onde CA.
