A diferença entre a fonte de alimentação do modo de comutação e a fonte de alimentação linear regulada
O que é uma fonte de alimentação comutada?
O nome em inglês Switch Mode Power Supply, ou SMPS para abreviar, é uma unidade de fonte de alimentação (PSU) que usa algum tipo de dispositivo de comutação para transmitir energia da fonte para a carga. Normalmente pode ser AC ou DC, mas a carga é DC.
A aplicação mais comum para uma fonte de alimentação comutada é uma fonte de alimentação para um computador e tornou-se o tipo padrão de fonte de alimentação para equipamentos eletrônicos devido à sua alta eficiência, baixo custo e alta densidade de potência.
unidades estruturais
Uma fonte de alimentação comutada é uma fonte de alimentação regulada que usa um regulador de comutação de alta frequência para converter a energia e regular a saída de maneira eficiente.
Um regulador de comutação é novamente um transistor (como um MOSFET de potência), assim como um regulador linear, mas a diferença é que o transistor de passagem em um SMPS não fica em saturação ou totalmente ligado constantemente, está totalmente ligado Alternando entre totalmente desligado estado e uma frequência muito alta, daí o nome fonte de alimentação de modo de comutação.
Como o tempo médio em que o elemento de comutação (ou seja, o transistor) está ativo é menor, a quantidade de energia desperdiçada ou dissipada como calor é muito pequena em comparação com uma fonte regulada linearmente. Isso, por sua vez, leva a uma operação altamente eficiente do SMPS porque a queda de tensão no transistor de passagem (ou elemento de comutação) é muito pequena.
principal vantagem
A maioria das cargas eletrônicas DC, como microprocessadores, microcontroladores, LEDs, transistores, chips, motores, etc., são alimentadas por uma fonte de alimentação padrão, como uma bateria. Infelizmente, o principal problema com as baterias é quando a tensão é muito alta ou muito baixa. Portanto, o SMPS fornecerá uma saída DC estável.
A SMPS é uma fonte de alimentação multifuncional, podendo ser selecionadas diferentes topologias de acordo com o tipo de aplicação, como fontes de alimentação boost, buck, isoladas de entrada e saída.
Além disso, com um bom design SMPS, sua eficiência pode chegar a 90% ou até mais. Em contraste, a eficiência de uma fonte de alimentação regulada linearmente depende da queda de tensão do transistor de passagem, mas, em qualquer caso, sua eficiência de fonte de alimentação não é tão alta quanto a de uma fonte de alimentação chaveada.
O que é eficiência energética? Como exemplo, suponha que haja uma bateria de lítio de 3V que deve ser reduzida para uma carga de 1,8V, consumindo 100mA de corrente. A energia desperdiçada como calor no transistor é de 0,12 W, então a eficiência da fonte de alimentação é de 40%.
Além do mais, o SMPS IC tem mais ou menos todas as funções do design SMPS discreto, permitindo que os engenheiros experimentem o design de projetos personalizados.
