Design de modo de comutação para uma fonte de alimentação de bancada de uso geral?

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Eu gostaria de construir uma fonte de alimentação de bancada para protótipos e trabalhos de desenvolvimento. A maioria dos projetos de fontes de alimentação de bancada que vi são baseados em transformadores, retificadores e reguladores lineares (por exemplo, 7805 / LM317).

No entanto, eu gosto da ideia de mantê-lo eficiente, por isso estou interessado em construir algo no modo alternativo.

Meu trabalho é principalmente baseado em microcontroladores, mas também mexo com material de áudio de tempos em tempos. Estou pensando que um projeto de 3 trilhos (± 15V a 0V ajustável, + 5V, até 1A) cobriria a maioria das coisas.

O aumento da tensão de ondulação de uma fonte de alimentação de modo alternativo a tornaria inadequada para uso geral?

Ou, considerando que vou contar com esta fonte de alimentação para muitos trabalhos futuros, devo ficar com a simplicidade de um projeto de regulador linear?

power-supply design

— Jeremy Kerr
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A troca de suprimentos não tem necessariamente pior ondulação, mas geralmente é pior. Projetar um conversor de comutação de bom desempenho é algo bastante especializado, enquanto reunir uma fonte linear é relativamente fácil. A principal coisa que as pessoas procuram em um suprimento de bancada é precisão e baixo ruído, não eficiência.

— endolith

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@ endolith: Fico feliz em gastar um pouco de tempo com um design decente, se possível; acionar outro suprimento linear não é mais um desafio. Se é possível obter todos os três (e de baixo ruído preciso e eficiente), eu gostaria de ter um ir para lá :)

— Jeremy Kerr

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Se suas tensões de saída forem fixas, você poderá projetá-las com reguladores lineares com um mínimo de queda de tensão sobre os reguladores. E 1A não é o fim do mundo.
Um comutador seria mais apropriado se você tiver uma tensão de saída variável. Um regulador linear que pode fornecer 30V a 5A, mas definido como 1V, terá que dissipar 150W.
Um SMPS é dimensionado para uma certa tensão de entrada, tensão e corrente de saída. Se você variar a tensão de saída, sua eficiência será menor. Você não verá os fabricantes de 90% se vangloriarem de toda a sua faixa, talvez mais como 75 a 80%.

edit
Se você quiser o +/- 15V ajustável, eu usaria o SMPS, pelo motivo de dissipação que mencionei. Você pode atacar a onda com um filtro pi. Um comutador de alta frequência (como 1,5 MHz) permitirá uma bobina menor.

— stevenvh
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Seria bom ter uma saída ajustável; Vou mudar a pergunta para refletir isso.

— Jeremy Kerr

Você poderia tornar a entrada do regulador comutável entre diferentes intervalos para torná-lo mais eficiente? Como um comutador rotativo seleciona diferentes faixas de tensões de saída e altera ao mesmo tempo a torneira de um transformador?

— endolith

@ endolith - é uma possibilidade, e isso está sendo feito em certos suprimentos de bancada. A comutação é feita automaticamente por relés com base na tensão de saída.

— stevenvh

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Os comutadores não têm necessariamente pior ondulação que os suprimentos lineares. Se fosse esse o caso, eles não seriam usados em aplicações muito exigentes, como suprimentos para FPGAs e outros sistemas de alto desempenho. Se você usa um Nat Semi Simple Switcher com seu software de design on-line, acho que você pode especificar a quantidade de ondulação como parte do processo de design.

Eu uso um desses suprimentos de bancada que incorpora um comutador. Ondulação e ruído são 100mV pp.

— Leon Heller
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