Una fuente de alimentación lineal recibe su nombre debido a la relación lineal entre el voltaje de entrada, el voltaje de salida y la corriente. En una fuente de alimentación lineal, el voltaje de CA de entrada se transforma primero a un voltaje de CA más bajo (si es necesario), se rectifica a CC y luego se regula a un voltaje de salida de CC estable mediante reguladores lineales. El término «lineal» se refiere al hecho de que el proceso de regulación involucra dispositivos lineales como resistencias, capacitores y reguladores lineales que mantienen un voltaje de salida constante disipando el exceso de energía en forma de calor. Este diseño da como resultado un ajuste suave y continuo del voltaje sin cambios abruptos ni ruido de conmutación.
Los reguladores lineales se denominan lineales porque utilizan componentes lineales (normalmente transistores que operan en su región activa) para regular y estabilizar el voltaje de salida. El funcionamiento de los reguladores lineales implica ajustar la resistencia para mantener un voltaje de salida constante en relación con el voltaje de entrada. Este ajuste continuo garantiza un voltaje de salida estable pero también da como resultado una menor eficiencia en comparación con los reguladores de conmutación, ya que el exceso de energía se disipa en forma de calor.
Para determinar si una fuente de alimentación es lineal, busque características como la ausencia de ruido de conmutación durante el funcionamiento, un voltaje de salida suave y sin ondulaciones y la presencia de un transformador voluminoso y disipadores de calor (indicativos de componentes reguladores lineales). Las fuentes de alimentación lineales son generalmente más pesadas y grandes debido a su diseño y a la necesidad de disipación de calor.
Una fuente de alimentación lineal se caracteriza por el uso de reguladores lineales para regular el voltaje de salida. Los reguladores lineales mantienen un voltaje de salida constante disipando el exceso de energía en forma de calor. Por el contrario, una fuente de alimentación no lineal normalmente se refiere a fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS) que utilizan circuitos de conmutación de alta frecuencia para convertir y regular el voltaje de entrada de manera eficiente. Los SMPS logran una mayor eficiencia al cambiar rápidamente los dispositivos semiconductores (como los transistores) entre estados encendidos y apagados, minimizando la pérdida de energía y la disipación de calor.
La diferencia entre fuentes de alimentación lineales y variables radica principalmente en su método de regulación y versatilidad. Una fuente de alimentación lineal utiliza reguladores lineales para mantener un voltaje de salida constante, ofreciendo una regulación de voltaje precisa y estable pero con menor eficiencia y mayor disipación de calor. Por el contrario, una fuente de alimentación variable puede referirse a un diseño lineal o de modo conmutado que permite al usuario ajustar el voltaje de salida dentro de un rango específico. Las fuentes de alimentación lineales variables proporcionan un ajuste suave del voltaje de salida, pero generalmente son más voluminosas y menos eficientes que las fuentes de alimentación de modo conmutado variable, que ofrecen mayor eficiencia y peso más liviano debido a su operación de conmutación.