¿Diseño de modo de conmutación para una fuente de alimentación de mesa de uso general?

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Me gustaría construir una fuente de alimentación de banco para prototipos y trabajos de desarrollo. La mayoría de los diseños de fuentes de alimentación de sobremesa que he visto se basan en un transformador, rectificador y regulador lineal (por ejemplo, 7805 / LM317).

Sin embargo, me gusta la idea de mantenerlo eficiente, así que estoy interesado en construir algo en modo interruptor.

Mi trabajo se basa principalmente en microcontroladores, pero de vez en cuando también me meto con cosas de audio. Estoy pensando que un diseño de 3 rieles (± 15V a 0V ajustable, + 5V, hasta 1A) cubriría la mayoría de las cosas.

¿El aumento de la tensión de ondulación de una fuente de alimentación conmutada la haría inadecuada para uso general?

O, dado que dependeré de esta fuente de alimentación para mucho trabajo en el futuro, ¿debería seguir con la simplicidad de un diseño de regulador lineal?

power-supply design

— Jeremy Kerr
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El cambio de suministros no necesariamente tiene una ondulación peor, pero generalmente es peor. Diseñar un convertidor de conmutación con buen rendimiento es algo bastante especializado, mientras que combinar un suministro lineal es relativamente fácil. Lo principal que las personas buscan en un suministro de sobremesa es precisión y bajo ruido, no eficiencia.

— Endolith

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@endolith: estoy feliz de pasar un poco de tiempo con un diseño decente si es factible; producir otro suministro lineal ya no es realmente un desafío. Si es posible obtener los tres (preciso, silencioso y eficiente), me gustaría intentarlo :)

— Jeremy Kerr

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Si sus voltajes de salida son fijos, debería poder diseñarlos con reguladores lineales con un mínimo de caída de voltaje sobre los reguladores. Y 1A no es el fin del mundo.
Un conmutador sería más apropiado si tiene un voltaje de salida variable. Un regulador lineal que puede suministrar 30V @ 5A, pero que está configurado en 1V, tendrá que disipar 150W.
Un SMPS está dimensionado para un cierto voltaje de entrada, voltaje de salida y corriente. Si variara el voltaje de salida, su eficiencia será menor. No obtendrá la cifra del 90% de la que los fabricantes se jactan de su rango completo, tal vez más del 75 al 80%.

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Si desea el +/- 15V ajustable, iría por el SMPS, por la razón de disipación que mencioné. Puedes atacar la onda con un filtro pi. Un conmutador de alta frecuencia (como 1.5MHz) permitirá una bobina más pequeña.

— stevenvh
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Sería bueno tener una salida ajustable; Cambiaré la pregunta para reflejar esto.

— Jeremy Kerr

¿Podría hacer que la entrada al regulador sea conmutable entre diferentes rangos para hacerlo más eficiente? Al igual que un interruptor giratorio, selecciona diferentes rangos de voltajes de salida y al mismo tiempo cambia la toma de un transformador.

— Endolith

@endolith: esa es una posibilidad, y se está haciendo en ciertos suministros de banco. La conmutación se realiza automáticamente mediante relés basados en el voltaje de salida.

— stevenvh

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Los conmutadores no necesariamente tienen una ondulación peor que los suministros lineales. Si ese fuera el caso, no se utilizarían en aplicaciones muy exigentes, como suministros para FPGA y otros sistemas de alto rendimiento. Si usa un Nat Semi Simple Switcher con su software de diseño en línea, creo que puede especificar la cantidad de ondulación como parte del proceso de diseño.

Utilizo uno de estos suministros de banco que incorpora un conmutador. La ondulación y el ruido son 100mV pp.

— Leon Heller
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