Che cos'è un alimentatore switching?
Un alimentatore a commutazione (SMPS) è un tipo di regolatore di potenza in grado di regolare rapidamente la quantità di elettricità fornita. Questa funzione consente a un SMPS di essere molto efficiente ed evitare sprechi di energia. Lo scopo generale di questo alimentatore è quello di ricevere elettricità da una fonte esterna e convertire l'energia ad un livello richiesto da un carico. Gli alimentatori a modalità commutata sono comunemente utilizzati nei personal computer.
Il primo alimentatore switching è stato brevettato nel 1976. L'anno seguente, Apple® Computer è diventato il primo produttore di computer a utilizzare un SMPS in un'unità di produzione. L'uso di questo tipo di alimentatore ha permesso all'Apple II ™ di essere più leggero e compatto di altri computer concorrenti.
Prima dello sviluppo dell'alimentatore switching, la maggior parte dei personal computer utilizzava regolatori lineari. Queste precedenti unità di potenza producevano una quantità fissa e invariata di tensione. Al fine di mantenere costante questa uscita, gli alimentatori lineari utilizzavano in genere semplici resistori. Ciò ha generato una notevole quantità di calore e ha sprecato tensione durante il processo di regolazione.
Gli alimentatori a modalità commutata risolvono questo problema e non sprecano energia sotto forma di calore. Invece di regolare la tensione tramite resistori, un SMPS è dotato di diversi transistor e condensatori. L'alimentatore può selezionare rapidamente una combinazione di componenti che è la più efficiente per una situazione specifica. In sostanza, un alimentatore a commutazione può fornire la quantità esatta di tensione richiesta da un carico.
Oltre al vantaggio dell'efficienza, un alimentatore a commutazione presenta numerosi vantaggi aggiuntivi. Un SMPS è generalmente più piccolo e più leggero di un modello lineare comparabile, a causa della mancanza di ingombranti trasformatori. I materiali di consumo in modalità commutata sono meno inclini al surriscaldamento e spesso hanno una durata più lunga rispetto alle loro controparti lineari.
Un SMPS non è privo di inconvenienti, tuttavia. Questo tipo di alimentazione è più complesso delle unità più vecchie ed è generalmente più costoso da produrre. La rapida commutazione della tensione all'interno di questi alimentatori produrrà anche interferenze elettromagnetiche, che possono influire negativamente sui dispositivi elettronici vicini. I moderni alimentatori utilizzano spesso filtri interni per limitare questa interferenza.
I computer sono i dispositivi più comuni che utilizzano alimentatori a commutazione, ma ne fanno uso anche altri dispositivi. Molti caricabatterie per telefoni cellulari sono in realtà piccole unità SMPS. Ciò consente loro di convertire in modo efficiente la potenza della parete senza surriscaldarsi. Un alimentatore a commutazione può essere utilizzato praticamente in qualsiasi applicazione in cui è richiesta un'alta efficienza.