Конденсаторная фильтрация является ключевым звеном в силовые инверторы . Его основная цель — уменьшить пульсации в источнике питания постоянного тока и обеспечить более стабильный уровень напряжения на выходе переменного тока инвертора.
Конденсаторная фильтрация источника питания постоянного тока:
На входе инвертора мощность постоянного тока подается через выпрямитель, который создает определенные пульсации. Эти пульсации возникают в первую очередь из-за неидеальности блока питания и наличия в блоке питания других компонентов переменного тока. Для устранения или уменьшения этих пульсаций к выходу выпрямителя подключается емкостной фильтр.
Выбор конденсатора:
Выбор конденсатора имеет решающее значение для эффекта емкостной фильтрации. Вообще говоря, конденсаторы должны иметь достаточную емкость и сопротивление напряжению, чтобы обеспечить плавное выходное напряжение на протяжении всего цикла тока. При этом номинальное напряжение конденсатора должно быть выше максимального значения источника напряжения, чтобы предотвратить выход конденсатора из строя.
Принцип емкостной фильтрации:
Принцип емкостной фильтрации основан на реакции конденсаторов на изменение напряжения. Когда мощность постоянного тока проходит через конденсатор, конденсатор заряжается, поглощает пики тока, а затем высвобождает накопленную энергию, когда ток уменьшается. Таким образом, конденсатор служит «накопителем энергии», который может сглаживать выходной постоянный ток и уменьшать амплитуду пульсаций.
Частотная характеристика конденсаторного фильтра:
Емкостные фильтры по-разному реагируют на пульсации на разных частотах. Низкочастотные пульсации конденсаторы имеют более низкий импеданс и могут эффективно их фильтровать. Но для высокочастотного шума сопротивление конденсатора увеличится, ограничивая его эффект фильтрации высокочастотных пульсаций. Поэтому его обычно используют вместе с индуктором для формирования LC-фильтра для улучшения эффекта фильтрации пульсаций широкого спектра.
Рекомендации по проектированию емкостной фильтрации:
При проектировании конденсаторных фильтров необходимо учитывать такие факторы, как ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), ESL (эквивалентная последовательная индуктивность), диапазон рабочих температур и срок службы конденсатора. Условия эксплуатации и требования к инвертору влияют на выбор и расположение конденсаторов.
Положение фильтра:
Конденсаторный фильтр обычно размещается на входном конце инвертора, то есть на выходе выпрямителя, чтобы обеспечить эффективную фильтрацию пульсаций источника питания постоянного тока. Кроме того, на выходе инвертора также можно использовать фильтры для улучшения качества сигнала переменного тока.
