Un alimentatore switching (SMPS) è un tipo di convertitore che converte il livello di tensione di un dispositivo. Un SMPS produce un output utilizzabile e consente anche un uso efficiente dell’energia. Lo scopo generale di questo alimentatore è ricevere elettricità da una fonte esterna e convertire la potenza in un livello di tensione richiesto da un carico. Questi alimentatori sono comunemente usati nei personal computer.
Il primo alimentatore a commutazione è stato brevettato nel 1976. L’anno successivo, Apple® Computer è diventato il primo produttore di computer a utilizzare un SMPS in un’unità di produzione. L’uso di questo tipo di alimentazione ha permesso all’Apple II™ di essere più leggero e compatto di altri computer concorrenti.
Prima dello sviluppo dell’SMPS, la maggior parte dei personal computer utilizzava regolatori lineari. Queste unità di potenza precedenti producevano una quantità di tensione fissa e invariata. Per mantenere costante questa uscita, gli alimentatori lineari utilizzavano tipicamente resistori semplici. Ciò ha generato una notevole quantità di calore e spreco di tensione durante il processo di regolazione.
Gli alimentatori a commutazione risolvono questo problema e non sprecano energia sotto forma di calore. Invece di regolare la tensione tramite resistori, un SMPS è dotato di diversi transistor e condensatori. L’alimentatore può selezionare rapidamente una combinazione di componenti che è la più efficiente per una situazione specifica. In sostanza, un SMPS può fornire l’esatta quantità di tensione richiesta da un carico.
Oltre al vantaggio dell’efficienza, un alimentatore a commutazione presenta numerosi vantaggi aggiuntivi. Un SMPS è solitamente più piccolo e leggero di un modello lineare comparabile, a causa della mancanza di trasformatori ingombranti. Gli alimentatori in modalità commutata sono meno soggetti a surriscaldamento e spesso hanno una vita utile più lunga rispetto alle loro controparti lineari.
Tuttavia, un SMPS non è privo di inconvenienti. Questo tipo di alimentatore è più complesso rispetto alle unità più vecchie ed è generalmente più costoso da produrre. La rapida commutazione della tensione all’interno di questi alimentatori produrrà anche interferenze elettromagnetiche, che possono influire negativamente sui dispositivi elettronici vicini. Gli alimentatori moderni utilizzano spesso filtri interni per limitare questa interferenza.
I computer sono i dispositivi più comuni che utilizzano alimentatori a modalità commutata, ma anche altri dispositivi ne fanno uso. Molti caricabatterie per cellulari sono infatti piccole unità SMPS. Ciò consente loro di convertire in modo efficiente la potenza della parete senza surriscaldarsi. Un’alimentazione a commutazione può essere utilizzata praticamente in qualsiasi applicazione in cui è richiesta un’elevata efficienza.