Quando si progettano ingressi e uscite di alimentazione specifici è fondamentale conoscere la differenza tra inverter, convertitore, trasformatore e raddrizzatore. In questa pagina è disponibile un breve video di confronto in cui sono illustrate le funzioni di ognuno di essi in modo da eliminare eventuali confusioni.
Inverter
Gli inverter hanno fondamentalmente un unico compito, vale a dire acquisire la corrente CC e trasformarla in corrente CA. In teoria, questa operazione è molto facile, poiché un semplice interruttore e un po' di cablaggio creativo possono fornire un'onda quadra alternata che funziona con la frequenza con cui si gira l'interruttore.
Tuttavia, in realtà, le onde quadre sono molto dannose per quasi tutti i dispositivi elettronici moderni che fanno affidamento sull'alimentazione CA. Pertanto la vera domanda è: in quale modo è possibile acquisire l'alimentazione CA e trasformarla in qualcos'altro di sfruttabile? Ecco la risposta: è possibile filtrare l'onda quadra utilizzando condensatori e induttori selezionati con precisione per creare un'onda sinusoidale o almeno qualcosa che le assomigli molto.
Spesso, gli inverter sono anche dotati di un trasformatore. Questa caratteristica fa sì che l'uscita della tensione CA possa essere effettivamente diversa dall'ingresso della tensione CC, a seconda del numero di bobine nell'avvolgimento primario e secondario.
Sono disponibili due tipi comuni di inverter:
- Inverter a onda sinusoidale pura (PSW, Pure Sine Wave): l'uscita di un inverter a onda sinusoidale pura è, come si può immaginare, un'onda sinusoidale pura. È molto difficile ottenere un'onda sinusoidale perfetta come uscita e i progetti che ambiscono a ottenere questo risultato possono essere molto complessi.
- Inverter a onda sinusoidale modificata (MSW, Modified Sine Wave): questi possono utilizzare tiristori, diodi e altri componenti passivi che generano un'onda quadra arrotondata e il risultato che garantiscono è molto simile a un'onda sinusoidale pura. Spesso, gli inverter MSW possono essere utilizzati per le apparecchiature elettromeccaniche ad alta potenza.
Convertitori
Anche i convertitori hanno un solo compito, ovvero convertire l'alimentazione CA in alimentazione CC. Tuttavia, il termine "convertitore" è molto generico e, molto spesso, viene utilizzato in modo errato. Ad esempio, l'espressione "Convertitore da CC a CA" ha un senso logico, tuttavia la terminologia corretta è "Inverter da CC a CA". La stessa argomentazione vale per "Convertitore da CC a CC". I convertitori da CA a CC vengono anche comunemente definiti alimentatori.
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Sono disponibili due tipi comuni di convertitori:
Raddrizzatore a semionda: generalmente, questo viene utilizzato solo in applicazioni a bassa potenza poiché, per natura, il relativo segnale non è molto uniforme. Poiché metà del segnale CA viene perso, l'ampiezza di uscita è pari a circa il 45% di quella di ingresso. Ciò significa che la potenza viene notevolmente sprecata durante il mezzo ciclo negativo dell'ingresso. Anche se si sovraccarica un condensatore di grandi dimensioni, è ancora presente un'ondulazione eccessiva durante il ciclo basso dell'ingresso CA.
Raddrizzatore a onda intera: gli ingegneri di progettazione utilizzano un raddrizzatore a onda intera per combattere questa perdita di segnale e ottenere un segnale molto più pulito. Questo raddrizzatore acquisisce sia il ciclo positivo sia quello negativo della fonte CA e viene utilizzato per le applicazioni che necessitano di una fonte di tensione CC stabile e uniforme.
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Generalmente, il raddrizzatore a onda intera viene progettato in uno dei due modi seguenti: il primo utilizza un trasformatore ad avvolgimento multiplo che crea un segnale puramente positivo e può quindi essere uniformato con il sovraccarico di un condensatore. Il secondo è denominato raddrizzatore a ponte a onda intera; esegue lo stesso compito del raddrizzatore a onda intera del trasformatore, ma prevede una configurazione più piccola poiché non è coinvolto alcun trasformatore. Entrambe le possibilità adottano fondamentalmente la stessa strategia del raddrizzatore a semionda, ad eccezione del fatto che è presente il doppio della frequenza dell'ingresso CA e l'ingresso non raggiunge quasi mai lo zero.
A questo punto si può comprendere il motivo per cui i raddrizzatori e i trasformatori fanno parte della discussione più ampia relativa al confronto tra convertitore e inverter. Speriamo che questo video sia utile per scegliere il componente più appropriato per la progettazione.