Che cos'è un convertitore di tensione step down?
Un convertitore di tensione step-down è generalmente definito come un dispositivo elettrico che accetta la tensione residenziale in ingresso in corrente alternata (CA) e genera una tensione molto più bassa in corrente continua (CC). Questi dispositivi sono anche comunemente chiamati trasformatori di tensione step down. Occasionalmente un convertitore di tensione step down è progettato per ricevere anche CA e CA in uscita, come nel caso di un convertitore che prende una tensione di 240 CA in Inghilterra e genera 120 di tensione negli Stati Uniti per i viaggiatori che desiderano acquistare l'elettronica locale che possono usare quando tornano a casa. Questo dispositivo CA-CA viene anche definito convertitore di condensatore elettrolitico.
I comuni modelli di trasformatore di tensione al dettaglio di solito assomigliano a una scatola di plastica nera cubica o rettangolare, con un'estremità che si collega a una presa a muro CA e un cavo CC e una spina per il dispositivo all'altra estremità. La tensione di uscita per questi dispositivi varia da circa 3 volt a 24 volt, a seconda delle esigenze del dispositivo elettrico. Alcuni modelli di convertitore di tensione step down dispongono anche di un interruttore scorrevole per la scelta della tensione di uscita, spesso compresa tra 3-12 volt, che rende il convertitore di tensione un dispositivo multiuso per molti dispositivi a bassa tensione, dai rasoi elettrici ai lettori CD e agli utensili elettrici CC. I regolatori di tensione sono collegati a un convertitore di tensione step down che offre più livelli di uscita di tensione e sono utilizzati regolatori in cui l'uscita CC deve essere esatta per l'elettronica sensibile.
Il principio alla base del funzionamento di un convertitore di tensione step down si basa sul cablaggio elettrico avvolto attorno a un elettromagnete. Più avvolgimenti di filo sul lato di ingresso dell'elettromagnete ridurranno di conseguenza la tensione di uscita. Un convertitore CA da 240 volt con 20 avvolgimenti di filo sull'ingresso avrebbe per impostazione predefinita 120 volt volt CA se vi fossero 10 avvolgimenti di filo sull'estremità di uscita del convertitore. Le bobine di induzione furono la prima forma di trasformatore di tensione a far uso di questo principio, scoperto nel 1831 da Michael Faraday, con quella che in seguito divenne nota come la legge di induzione di Faraday.
Poiché un convertitore di tensione step down che è collegato a una presa elettrica è sempre "acceso" anche se l'altra estremità CC non fornisce energia a nulla, possono generare un calore significativo e continuare ad assorbire energia a una velocità costante. Questo perché un convertitore di tensione step down standard spreca fino al 50% dell'alimentazione dalla presa elettrica come energia termica nel processo di conversione. Alcuni moderni dispositivi alimentati a corrente continua aggirano questa perdita di calore e di energia, come i personal computer, utilizzando un alimentatore commutato anziché un convertitore DC lineare standard. Conosciuti come condensatori commutati o convertitori di tensione di condensatori commutati, impiegano transistor insieme al trasformatore step down per aumentare l'efficienza e assorbono energia dalla presa elettrica solo quando è necessario al dispositivo.