Come scegliere un alimentatore elettrico

Alimentazione MTM POWER

Esistono quattro tipi di alimentatori : gli alimentatori AC/DC, gli alimentatori DC/DC, gli alimentatori AC/AC e gli alimentatori per laboratorio.  Tutti convertono la potenza in arrivo da una rete elettrica per adattarla a dispositivi con determinati requisiti di corrente. 

Alimentatori AC/DC: sono gli alimentatori usati per la maggior parte dei dispositivi di uso quotidiano. I caricabatterie dei cellulari, ad esempio, sono degli alimentatori AC/DC. Questi modelli trasformano la corrente alternata in provenienza dalla rete elettrica in corrente continua e regolano la tensione in base alle esigenze dell’apparecchio da alimentare elettricamente.

Alimentatori DC/DC: sono utilizzati per alimentare la maggior parte dei dispositivi elettronici, come i computer. Modificano la tensione d’ingresso e possono, se necessario, modificare la forma d’onda.

Alimentatori AC/AC: trovano impiego in casi molto specifici, ad esempio come amplificatori audio. Permettono di abbassare la tensione di rete.

Alimentatori da laboratorio: noti anche come alimentatori da banco, offrono la possibilità di modificare diversi parametri di corrente. Per questa ragione, vengono utilizzati per testare le apparecchiature elettriche.

Gli alimentatori possono essere suddivisi in due categorie, a seconda del loro principio di funzionamento:

• Alimentatori lineari
• Alimentatori a commutazione, o alimentatori a switching

Alimentatore lineare COMELIT

Alimentatore lineare

Questo tipo di alimentatore fornisce una o più tensioni continue stabilizzate e costanti, indipendentemente dalle variazioni della tensione di rete. 

Gli alimentatori lineari sono costituiti da un trasformatore, un raddrizzatore, un filtro e un regolatore (o circuito di controllo).

Il trasformatore abbassa il livello di tensione di rete, il raddrizzatore converte la tensione alternata in tensione continua, il filtro immagazzina l’energia in modo da rendere più costante e lineare la tensione ottenuta all’uscita del raddrizzatore, e, per finire, il regolatore stabilizza e regola la tensione di uscita. 

Gli alimentatori lineari possono fornire da pochi watt a diverse centinaia di watt.

• Applicazioni: sono adatti per l’alimentazione delle apparecchiature audio. Anche gli alimentatori da laboratorio sono per lo più lineari.

• Vantaggi: sono facili da installare, offrono una buona stabilità e hanno una buona resistenza termica.

• Svantaggi: hanno un basso livello di efficienza dovuto alle elevate perdite di energia. Inoltre, sono ingombranti e pesanti.

Alimentatori elettrici a commutazione JVL

Alimentatore a commutazione, o alimentatore a switching

In questo tipo di alimentatori la regolazione viene effettuata da componenti elettronici di potenza, come i transistor, che sono responsabili della commutazione (chiamata anche switching). A differenza degli alimentatori lineari, permettono di trasmettere l’energia in maniera istantanea.

Gli alimentatori a commutazione si sono evoluti notevolmente dagli anni ’80 e oggi non hanno più gli svantaggi degli alimentatori lineari, ovvero il peso elevato e la bassa efficienza. 

• Applicazioni: sono adatti ai dispositivi elettronici di uso comune, come computer, televisori, caricabatterie per cellulari, ecc.

• Vantaggi: sono estremamente efficienti. Inoltre, poiché si avvalgono di un trasformatore molto più piccolo, sono più leggeri e più compatti degli alimentatori lineari.

• Svantaggi: generano rumore armonico e ripple (o ondulazione residua).

La funzione di un alimentatore è quella di fornire una tensione stabile, indipendentemente dal valore della corrente in ingresso. Questa funzione viene ottenuta grazie all’azione dei diversi componenti della sorgente: il filtro, lo stabilizzatore e il regolatore.

Filtro

Il filtro, detto anche filtro di livellamento, trasforma la tensione di uscita del raddrizzatore in una tensione continua il più lineare possibile. Si tratta di un condensatore con una capacità generalmente elevata, dell’ordine di diversi microfarad (µF).

Stabilizzatore

Lo stabilizzatore garantisce che la tensione in uscita abbia un valore fisso, anche qualora la tensione d’ingresso subisca delle variazioni. Una struttura composta da un diodo zener associato ad un transistor assorbe le variazioni di carico.

Regolatore

Anche il regolatore di tensione contribuisce a mantenere la tensione di uscita a un dato valore ma, a differenza dello stabilizzatore, controlla il suo comportamento qualora si verifichino delle variazioni della tensione di alimentazione. Ad esempio, se la tensione d’uscita si abbassa, il regolatore (AVR) modifica i suoi parametri per compensare questa caduta.

Per proteggere le apparecchiature elettriche, è importante: 

• garantire la dissipazione del calore,
• installare una protezione contro le sovratensioni.

In caso di surriscaldamento, o qualora un fulmine colpisca la rete elettrica, l’intero impianto elettrico può subire danni e addirittura essere all’origine di un incendio. Per motivi di sicurezza, la potenza massima necessaria per alimentare l’apparecchiatura deve essere calcolata con attenzione. Devono essere previsti anche fusibili e interruttori automatici per proteggere l’impianto elettrico e i dispositivi ad esso collegati.