trasformatori lineari VS switching

[Ospite]

Talvolta dò un'occhiata ai consumi di vari alimentatori switching e noto che il loro rendimento è circa lo stesso di un normale alimentatore lineare, quando sono a pieno carico.

Non vi sembra strano o c'è qualcosa che mi sfugge?

[tesla88]

Lo hai constatato personalmente tramite misurazioni ?In teoria un lineare ha il miglio rendimento a carico nominale o sbaglio?

[Ospite]

Si l'ho misurato e in teoria potrebbe dare qualcosa in più lo switching, rispetto il 45% e meno di un lineare, stabilizzatore compreso, o no?

[tesla88]

Gli switching dovrebbero avere un rendimento intorno al 85 - 90 %(quelli fatti male) ...........in teoria poi , più si sale di potenza più gli alimentatori SMPS dovrebbero avere un rendimento sempre più elevato ...................propio oggi ho visto un SMPS 24V - 40A . Se avesse un rendimento del 45% dovrebbe dissipare circa 1Kw!!! invece al suo interno solo due piccoli dissipatori........................ma se guardi anche un ATX da 300 - 400W ha dei dissipatori insignificanti ..............perciò il rendimento credo sia intorno al 90% !

[sx3me]

io una cosa non ho capito, perchè gli SMPS sono usati ovunque meno che negli HI FI, dova domina ancora il vecchio trasformatore, è forse una questione di disturbi?

[Ospite]

credo proprio di sì. Quando avvicino un trasformatore switching alla mia radio sento del fruscìo e se la stazione ricevuta è debole, riesco a farla scomparire del tutto.

Per Tesla, secondo me è giusto quello che dici su quelli grossi, non l'ho verificato (non ne ho) ma dev'essere per forza così.

Su quelli piccoli invece sono perplesso: io stesso ho costruito un piccolo alim. switching progettato da terzi e per darmi 13W (13V a 1A) dalla rete mi ciuccia 35W (sia a 100 che a 240 V), quindi rende il 43%.

Ho provato anche uno da 15V 1A comprato in negozio e siamo su quei valori.

Poi hanno vari difetti: disturbano, saltano in caso di forti temporali, e scaldano pure, sti maledetti. Non capisco dov'è il vantaggio, a parte l'essere bellini, piccoli e leggeri.

[Ospite]

ho pure sbagliato il calcolo, 13/35 dà 37%

[dado VRC]

E fanno anche rumore...

Il caricabatterie del mio Nokia a switching vibra ad alta frequenza, e non riesco a dormire se lo attacco alla presa che ho sotto al letto...

Credo che il vantaggio sia che se stacchi il carico e lasci l'alim. attaccato consuma meno...sbaglio?

[AndreA.]

Penso che i trasformatori tradizionali sono quelli che hanno il più alto rendimento, quasi, dico quasi il 100% facciamo pure il 99,99%, cosa che non potranno mai dare gli alimentatori a commutazione, anche se si avvicinano di moltissimo ai tradizionali.

Il vantaggio sta nelle dimensioni e nei costi, visto il costo del rame( scusate il gioco di parole).

Un alimentatore a commutazione fatto bene e schermato a dovere non da nessun problema e potrebbe essere utilizzato tranquillamente in un amplificatore di alta potenza, ma il problema e che se un fotoaccoppiatore si interrompe oppure un condensatore sul primario atto a controllare la stabilità del circuito si esaurisce i danni al finale sarebbero disastrosi, se poi tale alimentatore deve essere protetto dalle sovratensioni dalle commutazioni balorde e altro il costo leviterebbe al punto di preferire un bel trafo tradizionale, con margini di sicurezza più che elevati e poi la durata e a dir poco eterna...se protetti a dovere.

Noi tecnici...voi tecnici...la sezione che riparate spessisimo è proprio l'alimentazione...per cui tanto da tanto.

A Tesla l'ardua sentenza.

[sx3me]

sagge parole avvolte uno ha la soluzione di un enigma sotto al naso e non se ne avvede

[tesla88]

Chiarissimo il discorso AndreA , è certo che gli switching devono la loro popolarità per il basso prezzo , pesp , dimensioni , riscaldamento , ecc.

A mio modesto parere , se parliamo di alimentatori STABILIZZATI credo che il rendimento sia migliore sugli SMPS che non nei lineari , mentre per alimentatori non stabilizzati non sia così.

In ogni caso si deve tenere conto che il rendimento andrebbe fatto col carico nominale . In effeti un alimentatore lineare quando è caricato al 100% se dimensionato in modo perfetto sarebbe freddo mentre con carichi minori scalda maggiormente . Bisogna inoltre considerare la tipologia di alimentatore , se a tensione fissa il rendimento anche nel lineare può essere piuttosto elevato , se la tensione è variabile e deve mantenere stabilità , il linere è costretto a dissipare maggior potenza rispetto a uno switching.

Comunque basta pensare a quanto gli alimentatori swiching sian diventati insostituibili anche nel settore dell'automazione per capire che effettivamente portano a dei vantaggi .

Riguardo all'applicazione nel campo audio c'è da dire che in parte si preferisce l'uso dei comuni trasformatori perchè sono più robusti sotto molti aspetti, possono erogare correnti molto maggiori della nominale durante i picchi , inoltre solo pochi amplificatri hanno alimentazioni stabilizzate perciò l'uso di un alimentatore è inutile. Un altro motvo è il fatto che gli switching FATTI MALE introducono rumore che potrebbe poi ritrovarsi in uscita dall'amplificatore inoltre ci sono molte convinzioni audiofile che fanno si che l'alimentatore switching sia visto come un nemico del suono!

Ciao!

[Livio Orsini]

Tesla scusa, ma devo dissntire. Un regolatore lineare necessita, per svolgere decentemente il suo lavoro, che ci sia un minimo di differenza di potenziale ai capi del regolatore. Questa ddp è >=20% della tensione di uscita, con un minimo 3.5v nelle condizioni pessime, cioè con tensione di ingresso al valore minimo previsto e carico massimo.

In un alimentatore switching, senza trasformatore, sono comunque necessarie condizioni simili ma, a differenza del regolatore lineare, la dissipazione del transistore è indipendente dalla differnza di potenziale ai suoi capi. Se pilotato correttamente la dissipazione sarà solo funzione della corrente e della Vce sat (o della resistenza di "on" per i MOSFET).

Quindi a parità di condizioni il rendimento di uno switching è di gran lunga superiore ad un lineare.

Lo svantaggio di uno switching è dovuto soprattutto alla scarsa reiezione ai disturbi, ed al rumore autogenerato.

Migliore è il comportamento di un SMSPS, sia esso flayback o forward. Se il trasformatore è ben progettato acceta vatriazioni di tensione d'ingresso enormi. Normalmente un alimentatore da rete di questo tipo lavora con tensioni comprse tra <90V e >250v.

Ovviamente c'è un componente in più, abbastanza costoso, che è il trasformatore.

[ivano65]

oltre a quello detto da orsini:

il rasformatore switced mode ha i seguento vantaggi rispetto ad un tradizionale

inserito ovviamente in un sistema di alimentazione DC stabilizzata.

tensione in ingresso con ampio range ( come detto da orsini

ingombri molto ridotti

riscaldamento del tutto molto ridotto

ripple a 50HZ praticamente inesistente.

quindi: rendimento elevato dell'alimentatore e prestazioni ottimali.

basta far un esempio reale:

sui primi TVC di punta ( dove veniva richiesto l'isolamento del telaio) i tasformatori erano tradizionali , pèesavano parecchio e in condizioni sfavorevoli

dissipavano decine di watt sul transistor stabilizzatore ( almeno in teoria si puo' arrivare al 50 % di perdite.

un altro svantaggio e' che la tolleranza verso la tensione minore non puo' andare troppo verso il basso , per non dover alzare le perdite sul gia' menzionato transistor.

ho viso televisori in BN che apparentementemente erano guasti perche' la tensione di rete era di 195V ( i BN montavano tutti i lineari per via della potenza minore e del costo degli switcing allora molto costosi) , il televisore a colori ( di solito se ne trovava solo uno per casa , tempi diversi erano) che funzionava tranquillamente senza il minimo problema.

per questa ragione il suo uso e' stato abbandonato quasi definitivamente a favore degli switcing.

IN DEFINITIVA il rendimento del trasformatore e' sempre elevato ( 90 95% e oltre) ma e' il sistema di regolazione che fa' la differenza ( 90% lo switc , basso il lineare e variabile in funzione della stabilita' della tensione all'ingresso)

ivano65

[Livio Orsini]

sui primi TVC di punta..

Ivano mi hai fatto tornare in mente una breve esperienza di oltre 30 ann fa. Per un paio d'anni ho progettato trasformatori e alimentatori SMPS per un'azienda (ora non esiste più) leader nazionale per la componentistica avvolta dei TV.

Il primo prodotto lo realizzai per una grande azienda di elettrodomestici bianchi e brunidel Nord Est. Le specifiche prevedevano il funzionamento dell'apparacchio TV, senza apprezzabili variazioni orizzontali, con tensione di rete che, dai 220v nominali, scendesse ad un valore di 160v perchè: "A Piancavallo d'inverno, con la neve, questo è il valore di tensione della rete; il nostro direttore ha una villa a Piancavallo e se la TV funziona male s'irrita!"

Ho acora, nei miei registri di progetto, i dati relativi ai rendimenti: >=87% globale. Traformatore da 150W totali pesante meno di 300g

[Fulvio Persano]

Ciao Livio.

Il nome dell'azienda che citi, cominciava "per caso" con la Z ?

[Livio Orsini]

Fulvio, ma sei anche indovino? Ci hai preso proprio

[ivano65]

inanzitutto voglio esprimere il mio rammarico per la fine CHE HANNO FATTO FARE

all'azienda menzionata.

secondo me' a livello di TVC era la migliore in ambito nazionale.

vale la pena chiarire perche' solo nei televisori di punta.

in questi apparecchi veniva inserita una presa video , solitamente tipo VDE

x collegare i video.

ovviamente il telaio deve essere isolato dalla rete e percio' e' obbligatorio interporre un trasformatore separatore.

da quando e' stata introdotta obbligatoriamente la scart tutti i modelli di tvc devono essere isolati da rete.

e quindi l'alimentatore switced mode viene montato su tutti i televisori .

ivano65

Modificato: 30 dicembre 2008 da ivano65

[sx3me]

ho trovato questo, abbastanza interessante;

http://www.elma.it/TESTO/ali/10_aliPC_linvssmps.htm

[Fulvio Persano]

Ciao Livio.

Bè, non era poi così difficile...