Cos'è un alimentatore a commutazione?
A differenza degli alimentatori lineari, che utilizzano regolatori lineari per ridurre la tensione, gli SMPS utilizzano un regolatore switching per regolare la tensione in uscita. Il principale vantaggio degli SMPS è la loro elevata efficienza, ottenuta commutando rapidamente la tensione di ingresso on e off ad una frequenza elevata. Questa azione di commutazione consente all'SMPS di convertire rapidamente ed efficientemente la tensione di ingresso nella tensione di uscita desiderata. Da un lato, il valore assoluto della tensione è ridotto, dall'altro l'alternanza di tensione è convertita in tensione continua.
Tecnologia di modulazione in larghezza di impulso
Ecco una breve panoramica su come funziona uno SMPS:
1. Raddrizzamento: La tensione di ingresso AC dalla fonte di alimentazione viene prima convertita in un segnale AC ad alta frequenza attraverso il raddrizzamento, tipicamente utilizzando un ponte raddrizzatore.
2. Filtraggio: Il segnale AC raddrizzato viene quindi fatto passare attraverso un filtro per rimuovere eventuali componenti AC residue ed appianare la forma d'onda, risultando in una tensione continua pulsante.
3. Commutazione: La tensione continua filtrata viene alimentata a un interruttore di potenza (tipicamente un transistor o un MOSFET) che commuta rapidamente on e off ad una frequenza elevata, tipicamente decine o centinaia di kilohertz. Questa azione di commutazione consente all'interruttore di potenza di controllare il flusso di energia dall'ingresso all'uscita.
4. Trasferimento di energia: Quando l'interruttore di potenza è acceso, l'energia dalla sorgente di ingresso viene immagazzinata in un induttore o trasformatore. Quando l'interruttore di potenza viene spento, l'energia immagazzinata viene trasferita all'uscita attraverso un altro insieme di componenti, come diodi e condensatori. Questa operazione di commutazione è talvolta denominata modulazione in larghezza di impulso (PWM).
5. Regolazione in uscita: L'energia trasferita viene ulteriormente filtrata, regolata e trasformata nei livelli desiderati di tensione e corrente in uscita. Ciò garantisce che la tensione in uscita rimanga stabile anche con variazioni della tensione in ingresso o delle condizioni di carico.
I vantaggi degli alimentatori switching
Gli alimentatori a commutazione offrono diversi vantaggi rispetto agli alimentatori lineari, tra cui una maggiore efficienza, dimensioni più piccole, peso più leggero e la capacità di gestire un'ampia gamma di tensioni di ingresso. Gli alimentatori Sentera offrono protezione da sovraccarico. Questa funzione previene danni all'alimentatore dovuti a sovracorrenti del carico. In caso di cortocircuito, si spegne semplicemente fino a quando la condizione di guasto viene rimossa. Un'altra protezione integrata è la protezione da sovratensione. Questa funzionalità rende questo alimentatore meno sensibile alle variazioni di tensione in ingresso. Impedisce che una tensione eccessiva venga applicata al carico - anche in caso di tensioni di ingresso instabili. L'ampia gamma di possibili tensioni di ingresso (85 - 264 VAC) li rende universalmente applicabili.
Tutte queste caratteristiche rendono gli SMPS altamente desiderabili per applicazioni in cui la sicurezza elettrica, l'efficienza energetica e la compattezza sono cruciali, come nei sistemi orientati all'energia e nella maggior parte delle applicazioni HVAC.