As fontes chaveadas estão presentes em muitos dispositivos eletrônicos. São componentes fundamentais para que o equipamento funcione corretamente.
Há grandes possibilidades de que o seu computador tenha uma fonte chaveada. Além de ser uma fonte usada em computadores, ela é usada em outros locais, como som automotivo e console de videogame.
Leia nosso artigo e saiba mais sobre o que é fonte chaveada e sua utilidade!
O que é uma fonte de alimentação?
A fonte de alimentação é um equipamento que transforma a energia elétrica que sai das tomadas para que sejam utilizadas nos equipamentos do dia a dia.
Em linguagem simples, a fonte de alimentação também é conhecida como conversor de energia elétrica, mas não é um termo muito preciso.
Certas fontes de alimentação atuam como dispositivos autônomos, com função exclusiva de efetuar os processos de conversão de energia. Os componentes de uma fonte de alimentação são:
- transformador: reduz a tensão de corrente alternada (AC) da rede elétrica para uma tensão de corrente alternada (AC) mais próxima da que se deseja;
- retificador: converte a tensão de corrente alternada (AC) em tensão de corrente contínua (DC), geralmente por meio de diodos e capacitor;
- regulador: a partir de uma tensão retificada, é gerada uma tensão constante.
O que é fonte chaveada?
De forma básica, a fonte é o componente que fica em contato com a rede elétrica, com a finalidade de direcionar energia para o computador.
Fontes chaveadas consistem, por exemplo, em peças no formato retangular que se encaixam nos cabos dos notebooks e em cabeças de carregadores de celular.
De modo simples, a fonte chaveada apresenta um circuito integrado que regula a tensão de saída para atender as necessidades de todo o sistema.
Como funciona a fonte chaveada?
Quando observamos o diagrama de uma fonte chaveada, percebemos que o transistor chaveia entre duas formas de operação:
- desligado;
- ligado (sempre que o transistor se encontra saturado, em sua condução máxima).
A tensão de saída será definida pela frequência em que acontece o chaveamento e a relação entre o período de ligado e desligado.
O indutor armazena energia enquanto o transistor direciona e libera a energia sempre que o transistor desliga e o capacitor torna mais suave a variação de tensão na saída.
O transistor atua como chave, bloqueia ou conduz a corrente de entrada, uma quantidade baixa de energia é perdida na forma de calor, o que assegura maior eficiência.
Quais são as vantagens da fonte chaveada?
Agora que você já sabe o que é fonte chaveada. Vejamos algumas das vantagens que ela oferece. As fontes chaveadas são menores que as fontes lineares e dissipam potências maiores. Servem, portanto, para sistemas que requerem mais energia para funcionar.
Como dissipa mais energia, a fonte linear também produz mais calor — em algumas situações, também gera mais ruídos.
Outra vantagem é que a fonte chaveada oferece rendimentos mais altos. As fontes chaveadas também podem desempenhar outras funções: redução da corrente consumida, armazenamento de energia e estabilização da corrente.
A fonte chaveada diminui a corrente consumida pelos equipamentos a níveis mais confiáveis, atuando como chave que, em falhas elétricas, desliga automaticamente.
Ela ainda pode armazenar a energia elétrica, funcionando temporariamente como bateria, caso ocorram quedas de energia.
Outra vantagem é que a fonte chaveada consegue dar estabilidade à corrente elétrica de modo a evitar surtos de tensão e ruídos elétricos antes que alcancem os equipamentos.
Podemos resumir as vantagens da fonte chaveada da seguinte maneira:
- menor dimensão: por usarem propriedades de oscilação dos semicondutores, há uma necessidade menor de materiais e, portanto, a fonte chaveada apresenta volume menor;
- menor peso: os osciladores pequenos de semicondutores são fabricados em metais leves, como o silício;
- maior eficiência: transformar energia elétrica em calor representa um dos processos de conversão menos eficiente; calcula-se que aproximadamente 50% da potência se perde nas fontes lineares enquanto as fontes chaveadas obtêm eficiência acima de 70%, sendo que algumas, ainda mais avançadas, conseguem 98% de eficiência;
- ampla faixa de saída: ao passo que as fontes lineares apresentam limitação de saída (convertem para faixas de tensão/voltagem muito limitada), as chaveadas atuam com faixas amplas (por exemplo, entre 3A a 50A);
- baixa geração de calor: a fonte chaveada não dissipa nem calor nem energia, levando mais tempo para alcançar temperaturas muito altas.
Quais são suas desvantagens?
Mas, como tudo tem os dois lados, ela também apresenta a desvantagem de ser mais complexa. Logo, caso algum componente interno sofra danos, as possibilidades de recuperação são poucas, o que significa que você terá que se desfazer da fonte e comprar outra.
Outro ponto desvantajoso é a existência de ruído eletromagnético que o chaveamento produz e que pode se manifestar de modos diferentes:
- variação (ripple) na tensão de saída, que pode prejudicar os circuitos;
- variação colocada na tensão de entrada, que pode alcançar também a rede elétrica e prejudicar outros equipamentos que usam a mesma tensão;
- ruído eletromagnético que pode afetar aparelhos que estejam próximos.
Nos dois primeiros casos, é possível suavizar os ruídos por meio de filtros. No terceiro caso, o ruído pode tornar inconveniente o uso de fontes chaveadas em circuitos mais sensíveis ou que ficarão perto de aparelhos sensíveis.
Quais são as diferenças entre fonte chaveada e fonte linear?
A fonte linear gera tensão de saída a partir das perdas ôhmicas. Em outras palavras, ela usa a resistência elétrica dos componentes para dissipação da energia e estabilização da corrente.
Isso ocorre principalmente quando se transforma parcela da energia elétrica em calor.
Assim, muitos equipamentos que apresentam fonte linear ficam muito quentes. Trata-se de um processo pouco eficiente, em que se despende grande quantidade de energia elétrica para geração de pouca potência.
O princípio da fonte chaveada é diferente. Ela converte a tensão quando abre e fecha um oscilador, formado por semicondutores que dissipam a potência pelas frequências oscilantes.
Dessa forma, ela gera ondas de elevada frequência sem a necessidade de converter o excesso da energia elétrica em calor.
Agora que você já sabe o que é fonte chaveada, já pode analisar a viabilidade de usá-la em seus projetos. Considere sempre as melhores possibilidades e os melhores resultados.
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FAQ
O que é uma fonte de tensão chaveada?
A fonte chaveada apresenta um circuito integrado que regula a tensão de saída para atender as necessidades de todo o sistema.
Qual a função de uma fonte chaveada?
Converter a corrente de energia da rede elétrica em corrente para alimentar os equipamentos e as lâmpadas de um imóvel; estabilizar a corrente que entra no imóvel; armazenar energia elétrica e reduzir a corrente consumida pelos equipamentos.
Qual a diferença entre uma fonte normal é uma fonte chaveada?
A fonte normal usa a resistência elétrica para dissipar a energia que vai alimentar os equipamentos, gerando muito calor. A fonte chaveada, por sua vez, gera ondas de altas frequências, sem gerar calor.
Por que se chama fonte chaveada?
Porque a entrada do transformador da fonte é chaveada, ou seja, existe uma chave que permite ou não a passagem da tensão.
