Fontes de alimentação lineares x comutadas: qual é a diferença?

Fontes de alimentação lineares e comutadas são usadas para alimentar dispositivos eletrônicos. Aprenda a diferença, como funcionam e quando usá-los neste artigo!

Você provavelmente está usando um smartphone, laptop ou computador pessoal diariamente. Esses dispositivos eletrônicos usam corrente contínua (CC) para funcionar. No entanto, como as residências são normalmente alimentadas por correntes alternadas (CA) de alta tensão, você precisará diminuir a tensão e converter CA em CC usando uma fonte de alimentação, como uma fonte de alimentação ou um carregador.

As fontes de alimentação mais comuns usadas atualmente são as fontes de alimentação linear e chaveada. Saber qual deles usar para aplicações específicas manterá seus eletrônicos seguros e funcionando de maneira ideal.

Continue lendo abaixo para uma comparação entre fontes de alimentação lineares e chaveadas.

Fontes de alimentação lineares e comutadas são dispositivos elétricos usados ​​para alimentar e carregar dispositivos eletrônicos DC. Esses dispositivos têm a tarefa de fazer duas coisas: diminuir a tensão e converter CA em CC. Embora ambos os dispositivos reduzam e retifiquem a energia, a diferença em como eles realizam essas tarefas os torna mais adequados para determinadas aplicações.

Uma fonte de alimentação linear é um dispositivo usado em operações de baixo ruído e precisão. Seu uso de transformadores pesados ​​e filtros analógicos permite que esta fonte de alimentação produza tensões limpas ao custo de baixa eficiência, maior peso e tamanho maior. As fontes de alimentação lineares são mais bem utilizadas em equipamentos de gravação, instrumentos musicais elétricos, equipamentos médicos e ferramentas de medição de laboratório de alta precisão.

Uma fonte de alimentação de comutação ou modo de comutação (SMPS) é usada para operações de alta eficiência e alta corrente. Ao contrário das fontes de alimentação lineares, as fontes de alimentação comutadas empregam o uso de componentes de estado sólido para modular e regular as tensões de entrada. Essas fontes de alimentação dependem de comutação de alta frequência usando transistores de potência, tornando-as barulhentas, mas altamente eficientes em termos de consumo de energia, leves e compactas. As fontes de alimentação comutadas são frequentemente usadas em computadores, carregadores de telefone, equipamentos de fabricação e muitos dispositivos eletrônicos de baixa tensão.

Usando componentes puramente analógicos disponíveis nos anos 50, as fontes de alimentação lineares dependiam de transformadores de potência pesados ​​e capacitores eletrolíticos volumosos para diminuir e retificar as tensões. Embora os transistores já fossem produzidos em massa na época, altas tensões CA simplesmente produziam muito calor para os transistores suportarem.

Aqui está um esquema de uma fonte de alimentação linear:

Uma fonte de alimentação linear funciona em três etapas:

Passo 1:Diminua a alta tensão AC de entrada através do uso de um transformador.

Passo 2:A tensão reduzida então passa por um retificador de ponte completa, que retifica a tensão CA para tensões CC pulsantes.

Etapa 3: Os sinais de tensão DC pulsantes passam por um filtro composto por indutores e capacitores. Este filtro de suavização remove as flutuações de sinal de uma tensão CC pulsante, tornando-os utilizáveis ​​para dispositivos eletrônicos delicados.

As fontes de alimentação comutadas são dispositivos complexos que usam componentes de estado sólido para fazer a comutação de energia de alta frequência e um transformador de núcleo de ferrite menor. Esses tipos de fontes de alimentação podem aumentar e diminuir as tensões usando um loop de realimentação CC para controlar as tensões de saída.

Veja como eles funcionam:

Passo 1 : A CA de alta tensão entra na fonte de alimentação através de um módulo de proteção do circuito composto por um fusível e um filtro EMC. O fusível é para proteção contra sobretensão e o filtro EMC protege o circuito das ondulações de sinal provenientes da CA não filtrada.

Passo 2: Depois de certificar-se de que o circuito está bem protegido, a CA de alta tensão passa pelo segundo módulo composto por um retificador de ponte completa e capacitor de suavização. O retificador de ponte completa converte CA em CC pulsante, que é então suavizada por um capacitor.

Etapa 3: A CC de alta tensão é então enviada por meio de um driver PWM, que recebe feedback e controla um MOSFET de potência que regula a tensão por meio de comutação de alta frequência. A comutação também transforma a corrente contínua direta em uma onda quadrada.