Un trasformatore di potenza a commutazione è un componente utilizzato negli alimentatori a commutazione (SMPS) per convertire l’energia elettrica da un livello di tensione a un altro attraverso la commutazione ad alta frequenza. A differenza dei trasformatori tradizionali, che funzionano alla frequenza della linea elettrica (50 o 60 Hz), i trasformatori di potenza a commutazione funzionano a frequenze molto più elevate, che in genere vanno da decine di kilohertz a diversi megahertz.
Questo funzionamento ad alta frequenza consente trasformatori più piccoli e leggeri con efficienza migliorata.
Un alimentatore a commutazione (SMPS) è un alimentatore elettronico che incorpora un regolatore a commutazione per convertire in modo efficiente l’energia elettrica. Accende rapidamente i transistor di alimentazione per regolare la tensione e la corrente di uscita. Questa commutazione rapida riduce lo spreco di energia, garantendo una maggiore efficienza rispetto agli alimentatori lineari.
SMPS è ampiamente utilizzato in una varietà di applicazioni, dall’elettronica di consumo alle apparecchiature industriali, grazie alle sue dimensioni compatte, leggerezza ed efficienza.
SMPS viene utilizzato per la sua elevata efficienza e capacità di fornire tensioni di uscita stabili in carichi e condizioni di ingresso variabili. L’efficienza deriva dal fatto che i transistor di potenza in un SMPS si accendono rapidamente, riducendo al minimo il tempo che trascorrono negli stati di dissipazione ad alta potenza.
Inoltre, gli SMP possono gestire un’ampia gamma di tensioni di ingresso e possono essere progettati per fornire più tensioni di uscita, rendendoli versatili per diverse applicazioni. Altri vantaggi importanti sono le dimensioni compatte e la minore generazione di calore.
Un trasformatore SMPS funziona trasferendo energia elettrica tramite accoppiamento induttivo tra i suoi avvolgimenti mentre i transistor di commutazione si accendono rapidamente. Questo funzionamento ad alta frequenza consente al trasformatore di aumentare o diminuire efficacemente la tensione.
Il trasformatore SMPS aiuta inoltre a isolare l’uscita dall’ingresso, garantendo sicurezza e prevenendo interferenze elettriche tra le diverse parti del circuito.
Un alimentatore a commutazione è spesso considerato migliore di un tradizionale alimentatore basato su trasformatore in molte applicazioni grazie alla sua maggiore efficienza, alle dimensioni ridotte e al peso più leggero. Tuttavia, la scelta tra i due dipende dai requisiti applicativi specifici.
Gli alimentatori tradizionali basati su trasformatore possono essere preferiti per applicazioni semplici e a basso costo in cui l’elevata efficienza e le dimensioni compatte non sono fondamentali, mentre gli SMP sono preferiti per le loro prestazioni in ambienti più esigenti, limitati allo spazio e sensibili al consumo energetico.