Dans une alimentation à courant continu, le filtre permet de convertir une tension redressée pulsée en une tension sensiblement continue. La figure ci-dessous donne la forme d’onde fournie par un filtre.

Après filtrage, la tension aux bornes du condensateur varie entre une valeur maximale UCmax et une valeur minimale UCmin. Où :

• U_Cmax est la tension maximale de sortie du redresseur.

• U_Cmin est la tension minimale nécessaire au fonctionnement du régulateur.

La valeur moyenne de la tension aux bornes du condensateur est donnée dans l’expression cidessous.

L'ondulation autour de cette valeur moyenne est :

Caractéristiques des filtres.

Les principales caractéristiques électriques d’un filtre sont :

• Sa tension de sortie ;

• Son courant continu (ou courant moyen) à la sortie ;

• Son taux d’ondulation
  

• Son taux de régulation de tension
  

• Son efficacité
  

1. Différents types de filtres.

On distingue les différents types de filtre suivant :

1. Filtre capacitif ; il possède un taux d’ondulation qui augmente lorsque le courant dans la charge augmente. Ce type de filtre présente une régulation médiocre : sa tension de sortie varie de façon importante avec le débit. Ensuite il provoque, dans les diodes, des surintensités élevées puisque le condensateur doit se charger pendant la mise en marche de l’appareil. Actuellement c’est le filtre le plus utilisé dans les alimentations de faibles et moyennes puissances.
2. Filtre inductif simple ; il présente un taux d’ondulation qui diminue lorsque le débit augmente. Ce type de filtre est seulement utilisé dans les alimentations fournissant des courants importants.
3. Filtre LC ; il a un taux d’ondulation qui ne dépend pas du courant débité dans la charge, à condition que la valeur de l’inductance soit supérieure à une valeur critique, soit Lcritique≥Rch/1000. Le filtre LC présente une bonne régulation de tension, améliore le taux d’utilisation du transformateur d’alimentation et réduit le courant de pointe dans les diodes. Cependant son encombrement est supérieur à celui du filtre capacitif.
4. Le filtre CLC ou filtre en π ; il présente un taux d’ondulation inférieur à celui du filtre LC. Par contre, sa régulation en tension est moins bonne.

Dans le choix des composants, il faut tenir compte des facteurs de sécurité choisis et des marges de tolérance des différents composants.

• Transformateurs d’alimentation : ±5% ;
• Inductances : ±20% ;
• Condensateurs électrolytiques de filtrage : de ±20% à ±100% ;
• Résistances ±5% à ±20%.

3. Caractéristiques électriques pour chaque type de filtre.

Les principales caractéristiques électriques pour chaque type de filtre sont présentées dans le tableau ci-dessous.

1.4.4. Calcul du condensateur de filtrage.

Soit T la période du signal non redressé et T’ celle du signal redressé. Les formes d’onde du signal de sortie du filtre pour chaque type de redressement (mono et double alternance) sont données dans les figures ci-dessous.

Signal de sortie du filtre capacitif pour redressement mono alternance (T’=T)

Signal de sortie du filtre capacitif pour redressement double alternance (T’=T/2).

Dans les deux cas le condensateur se décharge pendant le temps ∆T, de plus la tension à ses bornes est égale à ∆UCmax. Comme :

Q = I.t = C.U

Pour la décharge du condensateur, on aura :

Q = I. ∆T = C. ∆UCmax

D’où on tire :

C = I. ∆T/∆UCmax

Avec :

• ∆T = 80 % de T pour un redressement mono alternance.
• ∆T = 40 % de T pour un redressement double alternance.
• I = Le courant maximal de l’alimentation.

Le condensateur de filtrage doit avoir une grande capacité (condensateur chimique de quelques μF) pour un bon filtrage. Sa tension de service doit être supérieure ou égale à 1,5.UCmax.