Un convertitore di tensione step-down è generalmente definito come un dispositivo elettrico che prende la tensione domestica in ingresso in corrente alternata (AC) e emette una tensione molto più bassa in corrente continua (DC). Questi dispositivi sono anche comunemente indicati come trasformatori di tensione step-down. Occasionalmente un convertitore di tensione step-down è progettato per accettare anche CA e uscita CA, come nel caso di un convertitore che prende 240 tensione CA in Inghilterra e emette 120 tensione negli Stati Uniti per i viaggiatori che desiderano acquistare l’elettronica locale che loro possono utilizzare quando tornano a casa. Questo dispositivo AC-AC è indicato anche come convertitore di condensatori elettrolitici.
I comuni modelli al dettaglio di trasformatori di tensione di solito assomigliano a una scatola di plastica nera cubica o rettangolare, con un’estremità che si collega a una presa a muro CA e un cavo CC e una spina per il dispositivo all’altra estremità. La tensione di uscita per questi dispositivi varia da circa 3 volt a 24 volt, a seconda delle esigenze del dispositivo elettrico. Alcuni modelli di convertitore di tensione step-down hanno anche un interruttore a scorrimento per la scelta della tensione di uscita, che spesso va da 3-12 volt, il che rende il convertitore di tensione un dispositivo multiuso per molti dispositivi a bassa tensione, dai rasoi elettrici ai lettori CD e agli strumenti di alimentazione CC. I regolatori di tensione sono collegati a un convertitore di tensione step-down che offre più livelli di uscita di tensione e vengono impiegati regolatori in cui l’uscita CC deve essere esatta per l’elettronica sensibile.
Il principio alla base del funzionamento di un convertitore di tensione step-down si basa su un cablaggio elettrico avvolto attorno a un elettromagnete. Più avvolgimenti di filo sul lato di ingresso dell’elettromagnete ridurranno di conseguenza la tensione di uscita. Un convertitore CA da 240 volt con 20 avvolgimenti di filo in ingresso emetterebbe per impostazione predefinita 120 volt CA se ci fossero 10 avvolgimenti di filo all’estremità di uscita del convertitore. Le bobine di induzione furono la prima forma di trasformatore di tensione a fare uso di questo principio, scoperto nel 1831 da Michael Faraday, con quella che in seguito divenne nota come legge di induzione di Faraday.
Poiché un convertitore di tensione step-down collegato a una presa elettrica è sempre “acceso” anche se l’altra estremità CC non fornisce alimentazione a nulla, può generare calore significativo e continuare a consumare energia a una velocità costante. Questo perché un convertitore di tensione step-down standard spreca più del 50% dell’alimentazione dalla presa elettrica come energia termica nel processo di conversione. Alcuni moderni dispositivi alimentati in CC aggirano questa perdita di calore ed energia, come i personal computer, utilizzando un alimentatore commutato invece di un convertitore CC lineare standard. Conosciuti come un condensatore commutato o un convertitore di tensione a condensatore commutato, utilizzano transistor insieme al trasformatore step-down per aumentare l’efficienza e assorbono energia dalla presa elettrica solo quando è necessaria al dispositivo.