Glättungskondensatoren

Glättungskondensatoren sind elektrische Kondensatoren, deren Hauptaufgabe darin besteht, die von Gleichrichtern erzeugte pulsierende Gleichspannung zu glätten. Sie speichern Energie in Spitzen des Signals und geben sie in den Tälern wieder ab, wodurch sich die Spannungswelligkeit (Ripple) reduziert und eine konstantere Gleichspannung entsteht. In vielen Netzteilen folgen sie direkt nach der Gleichrichtung, bevor eine weitere Regelung oder Stabilisierung erfolgt.

Funktionsweise und Kennwerte: Die Glättung erreicht man durch ausreichend hohe Kapazität, gemessen in Mikrofarad oder Farad, sowie einer geeigneten Spannungsangabe, die über dem Spitzenwert der Gleichspannung liegen muss. Wichtige Kennwerte sind auch der ESR (äquivalenter Serienwiderstand) und der ESL (äquivalente Serieninduktivität), die das Verhalten bei hohen Frequenzen beeinflussen. Hoher ESR oder ESL kann zu Restwelligkeit oder Resonanzen führen und die Stabilität eines Spannungsreglers beeinträchtigen.

Typen und Einsatzgebiete: Elektrolytische Kondensatoren (Aluminium- oder Tantal) sind wegen hoher Kapazitäten oft die erste Wahl für die Bulk-Glättung in Netzteilen. Keramische Kondensatoren und Filmkondensatoren kommen bevorzugt für Hochfrequenz-Smoothing und Entkopplung zum Einsatz, wo geringe ESR/ESL benötigt werden. In besonders anspruchsvollen Anwendungen kommen auch mehrere Kondensatoren in Parallel- oder Serien-Kombinationen zum Einsatz, um ESR, Kapazität und Spannungsraumeigenschaften zu optimieren.

Anwendungsbezug und Sicherheit: Glättungskondensatoren sollten so dimensioniert sein, dass deren Nennspannung den maximalen Gleichspannungswert deutlich übersteigt. Polare Elektrolytkondensatoren müssen korrekt gepolt werden. Alterung, Hitze und Betrieb bei Grenzwerten können Kapazität verringern und ESR erhöhen, was regelmäßig überprüft werden sollte.