Φίλτρα πυκνωτών

Επειδή στην έξοδο του ανορθωτή η τάση αν και είναι συνεχής, παρουσιάζει κυμάτωση, απαιτείται πρόσθετη βαθμίδα φιλτραρίσματος.  Ο κύριος τρόπος φιλτραρίσματος πραγματοποιείται με παράλληλη σύνδεση ενός πυκνωτή με το φορτίο. Ο πυκνωτής αποθηκεύει ενέργεια κατά τη διάρκεια της περιόδου που η δίοδος άγει και αποδίδει την ενέργεια στο φορτίο κατα τη διάρκεια της περιόδου που η δίοδος δεν άγει.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται ένα κύκλωμα απλής ανόρθωσης που περιλαμβάνει ένα πυκνωτή φιλτραρίσματος.

Κατά τη διάρκεια της θετικής ημιπεριόδου, που η δίοδος άγει, μεταξύ των χρονικών στιγμών t1 και t2, ο πυκνωτής φορτίζεται ενώ ταυτόχρονα παρέχεται τάση στο φορτίο. Στο χρονικό διάστημα μεταξύ t2 έως t3 η τάση στο πυκνωτή είναι μεγαλύτερη από την τάση στην έξοδο του ανορθωτή, με αποτέλεσμα η δίοδος να μην άγει, ενώ ταυτόχρονα ο πυκνωτής να εκφορτίζεται δια μέσω της αντίστασης του φορτίου, περιορίζοντας την κυμάτωση.

Επειδή κατά την εκφόρτηση του πυκνωτή, η τάση στα άκρα του μειώνεται εκθετικά, στο φορτίο εμφανίζεται λίγη κυμάτωση, πολύ μικρότερη με εκείνη αν ο πυκνωτής δεν υπήρχε. Για να περιορίσουμε την κυμάτωση περεταίρω, ένας τρόπος είναι μειώνοντας τη διάρκεια εκφόρτισης του πυκνωτή χρησιμοποιώντας διπλή ανόρθωση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Αν η συνολική τάση εκφόρτησης του πυκνωτή (τάση κυμάτωσης) συμβολιστεί με Vr τότε από το σχήμα προκύπτει κατά προσέγγιση η μέση τική της τάσης στο φορτίο ίση με: Vdc = Vm – Vr/2

Αν Τ1 παριστάνει το συνολικό χρόνο που η δίοδος αποκόπτεται, ο πυκνωτής θα χάσει ένα ποσό φορτίου ίσο με Q1=IdcT1. Έτσι για τη μεταβολή της τάσης Vr έχουμε: C=Q1/Vr => Vr=IdcT1/C

Από την προηγούμενη σχέση βλέπουμε ότι, η τάση κυμάτωσης είναι μικρότερη όσο ο χρόνος εκφόρτησης του πυκνωτή είναι μικρότερος και όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή. Καταλαβαίνουμε ότι στη διπλή ανόρθωση η κυμάτωση είναι περίπου η μισή από ότι στην απλή ανόρθωση για το λόγο ότι ο χρόνος εκφόρτησης του πυκνωτή εξομάλυνσης πέφτει σχεδόν στο μισό.

Μπορούμε να πετύχουμε καλύτερη εξομάλυνση της κυματομορφής εξόδου, αν χρησιμοποιήσουμε περισσότερα από ένα στοιχεία αποθήκευσης ενέργειας, π.χ. πηνίο με μεγάλη τιμή αυτεπαγωγής σε σειρά με το φορτίο.