La differenza tra l'alimentazione in modalità switch e l'alimentazione regolata lineare
Che cos'è un alimentatore a commutazione?
Il nome inglese Switch Mode Power Supply, o SMPS in breve, è un'unità di alimentazione (PSU) che utilizza una sorta di dispositivo di commutazione per trasmettere l'alimentazione dalla sorgente al carico. Normalmente può essere AC o DC, ma il carico è DC.
L'applicazione più comune per un alimentatore a commutazione è un'unità di alimentazione per un computer ed è diventata il tipo standard di alimentazione per apparecchiature elettroniche grazie alla sua elevata efficienza, basso costo e alta densità di potenza.
Unità strutturali
Un alimentatore switching è un alimentatore regolato che utilizza un regolatore di commutazione ad alta frequenza per convertire la potenza e regolare l'uscita in modo efficiente.
Un regolatore di commutazione è di nuovo un transistor (come un MOSFET di potenza), proprio come un regolatore lineare, ma la differenza è che il pass transistor in un SMPS non rimane in saturazione o completamente acceso costantemente, è completamente acceso. stato e una frequenza molto elevata, da qui il nome di alimentazione in modalità switch.
Poiché il tempo medio in cui l'elemento di commutazione (ovvero il transistor) è attivo è inferiore, la quantità di energia che viene sprecata o dissipata sotto forma di calore è molto ridotta rispetto a un'alimentazione regolata lineare. Ciò a sua volta porta a un funzionamento altamente efficiente dell'SMPS perché la caduta di tensione attraverso il transistor di passaggio (o elemento di commutazione) è molto piccola.
vantaggio principale
La maggior parte dei carichi DC elettronici, come microprocessori, microcontrollori, LED, transistor, chip, motori, ecc., sono alimentati da una fonte di alimentazione standard come una batteria. Sfortunatamente, il problema principale con le batterie è quando la tensione è troppo alta o troppo bassa. Pertanto, l'SMPS fornirà un'uscita CC stabile.
SMPS è un alimentatore multifunzionale e diverse topologie possono essere selezionate in base al tipo di applicazione, come alimentatori boost, buck, input e output isolati.
Inoltre, un buon design SMPS, la sua efficienza può arrivare fino al 90 percento o anche superiore. Al contrario, l'efficienza di un alimentatore regolato lineare dipende dalla caduta di tensione del pass transistor, ma in ogni caso la sua efficienza di alimentazione non è elevata come quella di un alimentatore a commutazione.
Cos'è l'efficienza energetica? Ad esempio, supponiamo che ci sia una batteria al litio da 3 V che deve essere ridotta a un carico di 1,8 V, consumando 100 mA di corrente. La potenza dissipata sotto forma di calore nel transistor è di 0,12 W, quindi l'efficienza dell'alimentatore è del 40%.
Inoltre, SMPS IC ha più o meno tutte le funzioni del design SMPS discreto, quindi consente agli ingegneri di sperimentare la progettazione di progetti personalizzati.
