Un alimentatore lineare è chiamato così a causa della relazione lineare tra la tensione di ingresso, la tensione di uscita e la corrente. In un alimentatore lineare, la tensione CA in ingresso viene prima trasformata in una tensione CA inferiore (se necessario), raddrizzata in CC e quindi regolata in una tensione di uscita CC stabile utilizzando regolatori lineari. Il termine “lineare” si riferisce al fatto che il processo di regolazione coinvolge dispositivi lineari come resistori, condensatori e regolatori lineari che mantengono una tensione di uscita costante dissipando l’energia in eccesso sotto forma di calore. Questo design garantisce una regolazione fluida e continua della tensione senza cambiamenti bruschi o rumore di commutazione.
I regolatori lineari sono detti lineari perché utilizzano componenti lineari (tipicamente transistor che operano nella loro regione attiva) per regolare e stabilizzare la tensione di uscita. Il funzionamento dei regolatori lineari comporta la regolazione della resistenza per mantenere una tensione di uscita costante rispetto alla tensione di ingresso. Questa regolazione continua garantisce una tensione di uscita stabile ma comporta anche una minore efficienza rispetto ai regolatori a commutazione, poiché l’energia in eccesso viene dissipata sotto forma di calore.
Per determinare se un alimentatore è lineare, cercare caratteristiche come l’assenza di rumore di commutazione durante il funzionamento, una tensione di uscita uniforme e priva di ondulazioni e la presenza di un trasformatore ingombrante e di dissipatori di calore (indicativi di componenti del regolatore lineare). Gli alimentatori lineari sono generalmente più pesanti e più grandi a causa del loro design e della necessità di dissipazione del calore.
Un alimentatore lineare è caratterizzato dall’uso di regolatori lineari per regolare la tensione di uscita. I regolatori lineari mantengono una tensione di uscita costante dissipando l’energia in eccesso sotto forma di calore. Al contrario, un alimentatore non lineare si riferisce in genere ad alimentatori a commutazione (SMPS) che utilizzano circuiti di commutazione ad alta frequenza per convertire e regolare in modo efficiente la tensione di ingresso. Gli SMPS raggiungono una maggiore efficienza commutando rapidamente i dispositivi a semiconduttore (come i transistor) tra lo stato acceso e quello spento, riducendo al minimo la perdita di energia e la dissipazione del calore.
La differenza tra alimentatori lineari e variabili risiede principalmente nel metodo di regolazione e nella versatilità. Un alimentatore lineare utilizza regolatori lineari per mantenere una tensione di uscita costante, offrendo una regolazione della tensione precisa e stabile ma con un’efficienza inferiore e una maggiore dissipazione del calore. Al contrario, un alimentatore variabile può riferirsi a un design lineare o a modalità di commutazione che consente all’utente di regolare la tensione di uscita entro un intervallo specificato. Gli alimentatori lineari variabili forniscono una regolazione uniforme della tensione di uscita, ma sono generalmente più ingombranti e meno efficienti degli alimentatori a commutazione variabile, che offrono efficienza maggiore e peso ridotto grazie al loro funzionamento a commutazione.