Glättungskondensator

Der Glättungskondensator ist ein Kondensator, der in Gleichrichterschaltungen eingesetzt wird, um die pulsierende Gleichspannung zu glätten, die nach einer Brückengleichrichtung entsteht. Er wird in der Regel parallel zur Last geschaltet und speichert Energie, wenn die Spannung einen Spitzenwert erreicht, und gibt sie wieder ab, sodass die Ausgangsspannung weniger stark schwankt.

Funktionsweise: Nach dem Gleichrichter folgt eine Welligkeit. Der Kondensator lädt sich auf den Spitzenwert der pulsierenden Spannung auf und entlädt sich zwischen den Spitzen, wodurch die Restwelligkeit reduziert wird. Die Restwelligkeit hängt von der Last, der Frequenz des Eingangssignals und der Kondensatorenkapazität ab. Eine grobe Faustregel lautet ΔV ≈ I_load / (C · f_ripple). Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beträgt die Ripple-Frequenz f_ripple bei einer Vollbrücken-Gleichrichtung 100 Hz.

Konstruktion und Eigenschaften: In der Praxis kommen meist Elektrolytkondensatoren zum Einsatz, da sie hohe Kapazitäten in kompakter Bauform bieten. Sie sind polarisiert, daher müssen sie korrekt polaritätsgerecht angeschlossen werden. Wichtige Größen sind der äquivalente Serienwiderstand ESR und die Temperaturabhängigkeit der Kapazität. Ein niedriger ESR reduziert Wärmeverlust durch den Ripplestrom; hohe Rippleströme erfordern entsprechend rating-Kondensatoren.

Anwendungen und Lebensdauer: Glättungskondensatoren finden sich in linearen Netzteilen, Netz- und DC-Bus-Filter von Schaltnetzteilen, Audioverstärkern und anderen Geräten, die stabile Gleichspannung benötigen. Sie altern mit der Zeit; Temperatur, Last und Spannungsbelastung beeinflussen Lebensdauer und Kapazität. Sicherheitshinweise umfassen korrekte Spannungs- und Polaritätsauslegung, ausreichende Kühlung und gegebenenfalls geeignete Parallelschaltungen oder Spannungsaufteilung bei höheren Spannungen.