A diferença entre uma fonte linear e uma fonte de alimentação chaveada

Existem dois tipos amplamente usados de fontes de alimentação DC: linear e chaveada. Ambos projetos utilizam técnicas diferentes para obter o mesmo resultado: converter energia AC em energia DC. Dependendo da aplicação, cada tipo de fonte de alimentação apresenta algumas vantagens. Abordaremos brevemente a diferença entre as fontes de alimentação linear e chaveada.

Fonte de alimentação linear

Um grande transformador (conforme as necessidades de energia) é usado em uma fonte linear para reduzir a tensão da rede AC para uma tensão AC mais baixa. Uma tensão DC limpa é subsequentemente produzida por meio de um circuito retificador e do processo de filtragem. Essas fontes de alimentação são projetadas para ruído extremamente baixo devido à ausência de chaveamento de alta frequência.

A fonte de alimentação linear tem algumas desvantagens: o dissipador, uma parte intrínseca do regulador de tensão, aumenta o tamanho da fonte de alimentação. O regulador de tensão dissipa a energia levando a perdas ôhmicas com o consequente aumento da temperatura. A dissipação devido a um resistor variável reduz a eficiência da fonte de alimentação linear. Elas são usadas ​​onde é necessária baixo ripple, baixas emissões eletromagnéticas e excelente regulação. Como o tamanho do transformador é indiretamente proporcional à frequência operacional, esse tipo de fonte de alimentação ocupa uma grande área e é pesado.

Fonte de alimentação chaveada

As fontes de alimentação chaveadas (SMPS em inglês) são projetadas para serem pequenas e extremamente eficientes. Um regulador de chaveamento está incluído para melhor conversão de energia elétrica.

As fontes de alimentação chaveadas utilizam modulação por largura de pulso (PWM) para regular a tensão de saída. O PWM permite várias topologias, como conversor direto, flyback, buck, boost ou retificador de meia ponte, dependendo das necessidades de potência de saída. O processo PWM leva a ruído de alta frequência, mas também permite a construção de fontes de alimentação chaveadas com excelente eficiência energética e fator de forma pequeno.

Uma fonte de alimentação chaveada pode desfrutar de excelente regulagem de linha e carga. Tem melhor eficiência em comparação com reguladores lineares, pois a energia insignificante é dissipada pelo transistor de chaveamento. Esse chaveamento, no entanto, pode gerar ruído que pode ser reduzido pela filtragem.

O fator definidor que diferencia uma fonte de alimentação chaveada e uma fonte de alimentação linear é o procedimento de trabalho. A alta tensão AC é convertida, usando um transformador, em baixa tensão na fonte de alimentação linear. Ele é subsequentemente convertido em tensões DC, enquanto a fontes de alimentação chaveada primeiro converte AC em DC e então transforma a tensão DC no nível de tensão desejado.

As fontes de alimentação chaveadas encontram ampla aplicação em motores CC e carregadores de celular. Em contraste, uma fonte de alimentação linear é usada em aplicações de alta frequência, como uma aplicação de radiofrequência. O tamanho é outro fator de diferenciação significativo entre uma fonte de alimentação chaveada e uma fonte de alimentação linear. A fontes de alimentação chaveada é leve, enquanto a palavra “volumoso” é a melhor descrição para uma fonte de alimentação linear. A fonte de alimentação chaveada é portátil e pode ser usada sem esforço em qualquer lugar, enquanto a fonte de alimentação linear pode ser usada exclusivamente para circuitos eletrônicos e laboratórios.

A fonte de alimentação chaveada é leve, portátil e pode ser usada sem esforço em qualquer lugar.
Já a fonte de alimentação linear é pesada e de grandes dimensões, utilizada em laboratórios eletrônicos, comunicações, aplicações de RF, aplicações de frequência de áudio, etc.

Fonte: Element14

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