Como funcionam as fontes chaveadas

Na postagem de hoje vamos entender um pouco sobre o funcionamento da fonte chaveada, a grande companheira de bancada de todos, seja um projeto simples ou um mais elaborado ou mesmo as profissionais, sempre temos uma por perto (até mesmo no computador que você utiliza no dia-a-dia). Vamos ao que interessa:
Na rede elétrica que passa nos postes na rua e que sai em nossas tomadas temos corrente alternada, ou seja, ela se comporta como uma onda que oscila em 60Hz (não existe um "positivo" e "negativo", pois ela "vai e volta" 60 vezes por segundo), onde a energia é transmitida na forma de pulsos, o uso de corrente alternada reduz drasticamente as perdas na transmissão a longas distâncias. 
Alguns aparelhos de casa funcionam bem em corrente alternada (como liquidificadores, batedeiras, ar condicionados, geladeiras, etc), mas outros necessitam transformar a corrente elétrica alternada em corrente continua, o que nos leva a fonte de alimentação chaveada que basicamente vai filtrar e estabilizar a corrente alimentando o dispositivo. A seguir temos um esquema simplificado das etapas do funcionamento de uma fonte chaveada:
Um problema derivado do chaveamento em alta frequência é a geração de interferência eletromagnética. Dessa forma toda a fonte chaveada deve ter logo na entrada um circuito formado por capacitores e bobinas que serve para impedir que interferências geradas pelo chaveamento sejam lançadas na rede externa e proteger contra interferências que possam vir pela rede elétrica. Lembra quando alguém ligava uma batedeira ou liquidificador em casa e a imagem da TV ficava horrível? Pois aquilo tudo era causado por essas interferências que saiam do aparelho.
Depois do estágio de filtragem temos o estágio de retificação, composto por uma ponte retificadora que tem a função de converter a corrente alternada em corrente contínua. 
Após esse estágio temos um circuito de filtragem formado por dois capacitores eletrolíticos (os maiores encontrados na fonte) que serve para armazenar energia para as quedas rápidas no fornecimento (aquelas clássicas "piscadas na luz").
Caso a fonte tenha uma chave seletora de tensão (110V/220V) a chave transformará a ponte retificadora em um circuito dobrador de tensão de forma que na saída do circuito teremos sempre 220V, independentemente se na entrada a tensão for 110V ou 220V, normalmente nessas fontes, os varistores, quando existentes, estão instalados em paralelo aos capacitores eletrolíticos desse estágio.
Na etapa de chaveamento, um ou mais transistores chaveiam a alta tensão contínua de forma a gerar uma forma de onda retangular de alta frequência e alta tensão, esses transistores podem ser do tipo bipolar (projetos mais antigos, menor eficiência) ou do tipo MOSFET (projetos mais modernos, maior eficiência).
Esses transistores são controlados por um circuito PWM, normalmente usando um circuito integrado para essa função (em fontes ATX, normalmente o CI é o KA7500). 
Esse circuito é realimentado pela saída da fonte onde o sinal PWM dos transistores vai variar conforme a carga na saída, mantendo a tensão nos valores desejados.
Na saída do transformador da fonte de alimentação temos uma forma de onda retangular que precisa ser retificada, de modo a ser transformada em uma tensão contínua. 
Essa retificação é feita por dois diodos (normalmente do tipo Schottky, para aumentar a eficiência da fonte) e uma bobina. Normalmente nessa etapa há um ou mais capacitores para armazenar energia e depois a saída da fonte.
Aqui uma foto de um modelo bem comum de fonte chaveada:
 
Por aqui essa fonte é bem conhecida como "colmeia", e possuem uma ou duas saídas de 12V com um "ajuste fino", a corrente máxima depende do modelo (5A, 10A, 15A, etc). Com ela é possível construir fontes simples de bancada que ajudam bastante e funcionam tão bem quanto uma industrializada.
Por hoje é isso pessoal, viram como não há mistérios envolvendo o funcionamento de uma fonte chaveada, abraços e até a próxima.

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