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Le due tipologie fondamentali di alimentatori Ac/Dc

Nella realizzazione di alimentatori Ac/Dc – dispositivi assolutamente resi fondamentali dalla diffusione di elettrodomestici di ogni genere in tutte le case – è possibile ravvisare due approcci tecnologici radicalmente diversi che ne possono regolare la costruzione: la tecnologia di alimentatori lineari e quella di alimentatori a commutazione.

Gli alimentatori Ac/Dc lineari

Nel caso degli alimentatori Ac/Dc di tipo lineare, siamo di fronte ad una tecnologia che ha dalla sua due vantaggi significativi, ossia l’estrema semplicità e i costi molto contenuti. Si tratta, solitamente, di alimentatori che troviamo utilizzati quindi in csi dove i budget sono limitati, e non si richiedono eccessive erogazioni di potenza, anche se di fatto esistono esempi noti di alimentatori Ac/Dc lineari che erogano fino a 20 ampere di corrente.
La struttura degli alimentatori lineari è molto semplice, e pressochè fissa, e prevede i seguenti componenti collegati in cascata:

– un trasformatore, che riduce la tensione di rete e la porta più vicina al valore richiesto
– un raddrizzatore, che trasforma la corrente alternata di rete in corrente continua
– un filtro livellatore, di solito rappresentato da un condensatore, che rende la corrente più uniforme e costante;
– un regolatore, ossia un circuito elettronico che si occupa di stabilizzare nel tempo la tensione generata, mantenendola entro stretti margini di tolleranza rispetto a quella richiesta. Quest’ultima parte sovente viene omessa, perchè non necessaria, come nei piccoli alimentatori a spina dove la tensione non deve essere necessariamente particolarmente precisa.

La tecnologia è semplice ed economica, ma purtroppo ha un basso rendimento, genera molto calore che deve essere smaltito, e porta a rapidi ed eccessivi aumenti di dimensioni e peso all’aumentare della potenza, fino a diventare poco pratico

Gli alimentatori Ac/Dc a commutazione

Sviluppati per ovviare ai problemi di peso ed ingombro dei modelli lineari, gli alimentatori Ac/Dc a commutasione, o “switching”, sono in effetti più piccoli e leggeri, e dotati di migliore rendimento, rispetto ai modelli lineari; hanno però un grosso difetto nel generare un ripple molto elevato, così come componenti spurie ad alta frequenza che spesso interferiscono con molte apparecchiature, rendendoli inadatti all’uso di laboratorio.

Per ottenere questi risultati di efficienza, gli alimentatori Ac/Dc a commutazione fanno uso di un nucleo ferromagnetico molto più piccolo e compatto, solitamente realizzato in ferrite – un materiale realizzato con polveri metalliche incollate – così da evitare le notevoli perdite di energia che verrebbero causate, ad elevate potenze, dalle tradizionali serie di lamierini in ferro. In questi alimentatori, la prima fase è quella dove un condensatore livella e raddrizza la corrente; in seguito, un circuito oscillatore genera corrente alternata da questa corrente continua, e la trasette ai capi dell’avvolgimento primario del trasfoermatore. A questo punto si opera sulla tensione in uscita, raddrizzandole e livellandola come richiesto. Poichè tale stabilizzazione si ottiene con una retroazione dell’errore del segnale in uscita, i cambiamenti di tensione vengono repentinamente corretti, il che permette di collegare questi alimentatori Ac/Dc a molte sorgenti di energia diverse per frequenze e tensioni.