Oggi impareremo come funziona un trasformatore di commutazione, come funziona la commutazione e come funziona un trasformatore con una spiegazione semplice.
Come funziona un trasformatore di commutazione?
Un trasformatore di commutazione funziona come parte di un alimentatore a commutazione, che utilizza la commutazione ad alta frequenza per regolare la tensione. In un trasformatore di commutazione, un interruttore elettronico accende e spegne rapidamente la corrente, facendo aumentare o diminuire la tensione del trasformatore. Questo funzionamento ad alta frequenza consente al trasformatore di essere più compatto ed efficiente rispetto ai trasformatori tradizionali. L’azione di commutazione è generalmente controllata da un circuito di modulazione della larghezza di impulso (PWM), che regola la durata dei cicli di accensione e spegnimento per regolare la tensione e la corrente di uscita.
Come funziona il passaggio?
La commutazione comporta l’accensione e lo spegnimento rapidi di un interruttore elettronico, come un transistor o un MOSFET, ad alta frequenza. Questa commutazione crea un segnale pulsato che viene utilizzato per pilotare un trasformatore o un induttore. Il processo consente un’efficiente conversione della potenza e regolazione della tensione regolando il ciclo di lavoro dell’interruttore, che a sua volta controlla la potenza media erogata al carico. La frequenza di commutazione è tipicamente compresa tra decine e centinaia di kilohertz, consentendo l’uso di trasformatori e induttori più piccoli e leggeri.
Come funziona un trasformatore? Ecco una spiegazione semplice.
Un trasformatore funziona secondo il principio dell’induzione elettromagnetica. Quando la corrente alternata (CA) scorre attraverso l’avvolgimento primario del trasformatore, crea un campo magnetico che circonda l’avvolgimento. Questo campo magnetico induce una tensione nell’avvolgimento secondario proporzionale al numero di spire di ciascun avvolgimento. Il rapporto tra il numero di spire tra l’avvolgimento primario e quello secondario determina se il trasformatore aumenta (aumenta) o diminuisce (diminuisce) la tensione. In sostanza, il trasformatore trasferisce l’energia elettrica da un circuito all’altro attraverso un campo magnetico variabile.
Il consumo di un alimentatore switching dipende dalla sua efficienza e dal carico che alimenta. In genere, gli alimentatori a commutazione sono più efficienti degli alimentatori lineari, raggiungendo spesso efficienze dell’80-90% o più. Il consumo energetico dell’alimentatore stesso è il prodotto della sua potenza erogata e della sua inefficienza. Ad esempio, se un alimentatore a commutazione è efficiente all’85% e fornisce 100 watt a un carico, consumerebbe circa 118 watt dalla sorgente di ingresso (100 watt / 0,85 = 117,65 watt).
Un trasformatore modifica la tensione attraverso il principio dell’induzione elettromagnetica, che coinvolge due avvolgimenti: primario e secondario. Quando una corrente alternata scorre attraverso l’avvolgimento primario, genera un campo magnetico che induce una tensione nell’avvolgimento secondario. L’entità della variazione di tensione dipende dal rapporto tra il numero di spire dell’avvolgimento primario e il numero di spire dell’avvolgimento secondario. Se l’avvolgimento secondario ha più spire del primario, il trasformatore aumenta la tensione; se ha meno spire il trasformatore abbassa la tensione.
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