En electrónica, los sistemas de alimentación, también conocidos como fuentes de alimentación, son dispositivos electrónicos que convierten la corriente alterna (CA), en una o varias corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos circuitos del equipo electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, amplificador, router, etc.).

Las fuentes de alimentación para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineales y conmutadas.

Las fuentes lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más voluminosas y compleja cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente.

Las fuentes lineales ofrece tres ventajas principales:

1. Simplicidad de diseño.
2. Operación suave y capacidad de manejar cargas. Bajo ruido de salida y una respuesta dinámica muy rápida.
3. Para potencias menores a 10W, el costo de los componentes es mucho menor que el de las fuentes conmutadas.

Las desventajas del regulador lineal es su límite de aplicación. Sólo pueden ser reductores de tensión, lo que significa que se necesitará una caída de tensión aceptable para poder controlar la polarización de la etapa de potencia lineal y la regulación en la línea. En aplicaciones de línea de 50Hz, deberán utilizarse transformadores de linea adicionales de gran volumen, condicionando su versatilidad y practicidad.

Segundo, cada regulador lineal puede tener sólo una salida. Por esto, para cada salida regulada adicional necesaria, deberá incrementarse el circuito de potencia.

Tercero, y quizas el más importante es su eficiencia. En aplicaciones normales, los reguladores lineales tienen una eficiencia del 30 al 60%. Esto significa que por cada Watt los costos se irán incrementando. Esta pérdida llamada “headroom loss“, ocurre en el transistor de paso y, desafortunadamente es necesaria para polarizar la etapa de potencia y para cumplir con las especificaciones de regulación de línea, cuando la mayoría del tiempo el regulador no funcionará en esas condiciones.

Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y eficiente en su regulación de tensión pero a la vez será más compleja y por tanto más susceptible a averías.

La eficiencia de las fuentes conmutadas está comprendida entre el 68 y el 90%. Esto hace reducir el costo de los dispositivos de potencia. Además, los dispositivos de potencia funcionan en el régimen de corte y saturación, haciendo el uso más eficiente de un dispositivo de potencia.

Debido a que la tensión de entrada es conmutada en un forma de alterna y ubicada en un elemento magnético, se puede variar la relación de transformación pudiendo funcionar como reductor, elevador, o inversor de tensión con múltiples salidas.

No es necesario el uso del transformador de línea, ya que el elemento magnético de transferencia de energía lo puede reemplazar, funcionando no en 50/60 Hz, sino en alta frecuencia de conmutación, reduciendo el tamaño del transformador y en consecuencia, de la fuente; reduciendo el peso, y el coste.

Un transformador de energía de 50/60 Hz tiene un volumen efectivo significativamente mayor que uno aplicado en una fuente conmutada, cuya frecuencia es típicamente mayor que 15 kHz.

Por lo contario una de las desventajas de la fuente conmutada es el ruido que se produce y es mayor que el de las fuentes lineales. En la salida y entrada, radia interferencia electromagnética y de radiofrecuencia. Esto puede dificultar el control y no deberá ser ignorado durante la fase de diseño. Por éste motivo se deberán agregar de protección, de arranque suave, y filtros de línea adicionales como etapas previas.

Otra de las desventajas de la fuente conmutada es que toma proporciones de energía de la entrada en pulsos de tiempos limitados para transferirlo a la salida en otras condiciones de corriente y tensión, por lo que le llevará mayor tiempo de restablecimiento al circuito para soportar variaciones en la entrada. Esto se llama “respuesta transitoria en el tiempo“. Para compensar este funcionamiento lento, los capacitores de filtro de salida se deberán incrementar para almacenar la energía necesaria por la carga durante el tiempo en que la fuente conmutada se está ajustando.

La desventajas de las fuentes conmutadas es su diseño más elaborado. El diseño de una fuente conmutada puede llevar varias semanas o meses de desarrollo y puesta a punto, dependiendo de los requerimientos. La mayor parte del esfuerzo técnico invertido en un determinado proyecto, se dedica fundamentalmente al diseño de la circuitería electrónica, utilizando durante la fase experimental e incluso con el sistema totalmente terminado, fuentes de alimentación de laboratorio que pueden ajustarse a las tensiones deseadas con unos márgenes de corriente y unas características de estabilidad y rizado óptimas. Éste es el proceso lógico que debe seguirse para asegurar que ningún problema de funcionamiento podrá ser debido al sistema de alimentación. No obstante, cuando se diseñe la fuente definitiva, habrá que tener muy en cuenta estas características y evitar alterarlas o al menos procurar que sean las mínimas necesarias para asegurar un funcionamiento óptimo del sistema a alimentar.