Fonte Chaveada

Introdução:

As fontes de alimentação são as responsáveis por distribuir energia elétrica a todos os componentes eletrônicos. Assim, uma fonte de qualidade é essencial para manter o bom funcionamento de um equipamento.

Todo aparelho eletrônico tem embutido em si, pelo menos, uma fonte de alimentação, porque a energia da rede elétrica, para poder ser aproveitada, necessita primeiro ser transformada em tensão contínua para, posteriormente, alimentar e abastecer os circuitos do aparelho.

A fonte de alimentação vem possibilitar o fornecimento da energia necessária para um aparelho eletroeletrônico.

Um aparelho poderá ter mais de uma fonte de alimentação, dependendo da necessidade dos seus circuitos internos.

Fonte Linear.

Uma fonte de alimentação é um aparelho ou dispositivo eletrônico constituído por quatro blocos de componentes elétricos: um transformador de força (que aumenta ou reduz a tensão), um circuito retificador, um filtro capacitivo e/ou indutivo e um regulador de tensão.

Uma fonte de alimentação é usada para transformar a energia elétrica sob a forma de corrente alternada (CA) da rede em uma energia elétrica de corrente contínua, mais adequada para alimentar cargas que precisem de energia CC.

Numa fonte de alimentação do tipo linear, a tensão alternada da rede elétrica é aumentada ou reduzida por um transformador, retificada por diodos ou ponte de diodos retificadores para que somente os ciclos positivos ou os negativos possam ser usados, a seguir estes são filtrados para reduzir o ripple (ondulação) e finalmente regulados pelo circuito regulador de tensão.

Um outro tipo de fonte de alimentação é a chamada fonte chaveada, onde se alimenta com tensão CA uma etapa retificadora (de alta ou baixa tensão), filtra-se através de capacitores e a tensão resultante é "chaveada" ou comutada (transformada em tensão CA de alta freqüência) utilizando-se transistores de potência. Essa energia "chaveada" é passada por um transformador (para elevar ou reduzir a tensão) e finalmente retificada e filtrada. A regulação ocorre devido a um circuito de controle com realimentação que de acordo com a tensão de saída altera o ciclo de condução do sinal de chaveamento, ajustando a tensão de saída para um valor desejado e pré definido. A vantagem é que o rendimento de potência é maior e a perda por geração de calor bem menor do que nas fontes lineares. Além disso necessita de transformadores menores e mais leves. A desvantagem é a emissão de ruídos e radiação de alta frequência devido à alta freqüência de chaveamento.

Componentes:

O transformador — sincroniza a tensão alternada da rede ao nível correto de tensão alternada que se deseja:

A retificação — constituída por 2 ou 4 diodos retificadores (no esquema apresentado temos 4 diodos) — transforma a tensão alternada do secundário do transformador em uma tensão contínua ondulada (com ripple):

O filtro — é constituído via de regra, por capacitores e indutores — retira as últimas ondulações (ripple) que ainda possam existir sobre a tensão contínua, tornando-a mais pura.

O circuito de controle — mantém a tensão de saída constante e estabilizada, mesmo quando há variações na tensão alternada da entrada ou da rede.

Fonte Chaveada

Uma fonte chaveada ou comutada (em língua inglesa switched-mode power supply (SMPS)), é uma unidade de fonte de alimentação eletrônica que incorpora um regulador chaveado, ou seja, um circuito controlador interno que chaveia (comuta) a corrente, ligando e desligando rapidamente, de forma a manter uma tensão de saída estabilizada. Reguladores chaveados são utilizados para substituição de reguladores lineares mais simples, quando uma eficiência maior, menor tamanho e maior leveza são requiridos. Eles, entretanto, são mais complexos e mais caros, e o chaveamento da corrente pode causar problemas de ruído (tanto eletromagnético quanto sonoro) se não forem cuidadosamente suprimidos, e projetos simples podem ter baixo fator de potência.

Vista interna de uma Fonte Chaveada ATX comum em computadores. A - retificador em ponte B - capacitores de filtro de entrada C - transformador D - indutores de filtro de saída E - capacitores de filtro de saída

As fontes chaveadas podem ser classificadas de acordo com a forma de onda da tensão de entrada e de saída conforme segue:

• Entrada CA, saída CC: retificador

• Entrada CC, saída CC: conversor de tensão, ou conversor de corrente ou conversor CC/CC

• Entrada CA, saída CA: Conversor de freqüência, cicloconversor

• Entrada CC, saída CA: inversor

Sendo que CA e CC correspondem, respectivamente, às abreviações de corrente alternada e corrente contínua.

Corrente Continua.

A Corrente contínua (CC ou DC do inglês direct current) é o fluxo ordenado de elétrons sempre numa direção. Esse tipo de corrente é gerado por baterias de automóveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas baterias (geralmente de 9V), pilhas (1,2V e 1,5V), dínamos,células solares e fontes de alimentação de várias tecnologias, que retificam a corrente alternada para produzir corrente contínua. Normalmente é utilizada para alimentar aparelhos eletrônicos (entre 1,2V e 24V) e os circuitos digitais de equipamento de informática (computadores, modems, hubs, etc.).

Gráficos de corrente continua

Corrente Alternada.

A corrente alterna ou corrente alternada (CA ou AC - do inglês alternating current), é uma corrente elétrica cujo sentido varia no tempo, ao contrário da corrente contínua cujo sentido permanece constante ao longo do tempo. A forma de onda usual em um circuito de potência CA é senoidal por ser a forma de transmissão de energia mais eficiente. Entretanto, em certas aplicações, diferentes formas de ondas são utilizadas, tais como triangular ou ondas quadradas.