Fontes de Alimentação Chaveada

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FONTES DE ALIMENTAÇÃO 
Márcio Luís de Souza 
Diego de Souza Almeida 
Elton Santos Simões 
Fabiana Alves Pascoaline 
Gabriela Alvarenga 
FONTES DE ALIMENTAÇÃO 
LINEARES 
 As fontes de alimentação 
lineares pegam os 127 V ou 220 V 
da rede elétrica e, com a ajuda de 
um transformador, reduzem essa 
tensão para por exemplo, 12 V. 
 
Esta tensão reduzida ainda é 
alternada, precisando assim, 
passar por um ciclo de retificação 
que será feito por uma série de 
diodos. 
Essa série de diodos transforma essa 
tensão alternada em tensão pulsante: 
Figura 1: Formas de ondas encontradas em uma fonte de alimentação linear. 
Fonte: TORRES (2006) 
 Embora as fontes de alimentação 
lineares trabalhem bem para 
aplicações de baixa potência (telefones 
sem fios e consoles de vídeo games, 
por exemplo) quando uma alta 
potência é requerida, essas fontes 
poderão ser muito grandes para tal 
aplicação, inviabilizando seu uso. 
Figura 2: Fonte de alimentação linear 
Fonte: <www.arpen.com.br>. Acesso em 31 mai 2014 
FONTES DE ALIMENTAÇÃO 
CHAVEADAS 
FONTES SIMÉTRICAS 
 
Todos os circuitos eletrônicos 
requerem uma fonte de tensão 
contínua, com determinado grau 
de estabilização. 
As fontes simétricas são amplamente 
usadas na alimentação de circuitos 
que fazem uso de amplificadores 
operacionais, comparadores de tensão 
e conversores A/D que operam em 
conjunto com microcontroladores. 
Figura 3: Fonte Modular 1000W Super Nova P2 220-P2-1000-XR EVGA 
 
Fonte: <http://www.megamamute.com.br/produto/fonte-modular-1000w-super-nova-p2-220-p2-
1000-xr-evga-74568>. Acesso em 1 jun. 2014. 
 
 
1000W 
 
92% de eficiência 
Fontes simétricas também são 
amplamente usadas na alimentação 
de circuitos com amplificadores 
operacionais que precisam tanto de 
tensões positivas como negativas em 
relação a um ponto de referência 
(terra). 
Na maioria dos circuitos em que são 
muito utilizados os amplificadores 
operacionais necessita-se de uma 
tensão positiva e de uma tensão 
negativa para a alimentação. 
Essas tensões são obtidas de uma 
fonte simétrica ou fonte de duas 
tensões, sendo uma positiva e outra 
negativa. 
 
 Uma fonte simétrica é definida 
como uma fonte de corrente contínua, 
onde possui 2 saídas de tensão de valores 
iguais (em módulo) mas com polaridades 
invertidas em relação a um terminal em 
comum. 
 Por exemplo: Uma fonte simétrica 
de 12V possui três terminais onde temos 
uma tensão de +12V e outra de -12V em 
relação ao terminal de referência. 
FONTES ASSIMÉTRICAS 
Figura 4 – Fonte assimétrica 
Fonte: < http://www.medicao.instrutemp.com.br/fonte-assimetrica.php>. 
Acesso em 1 jun. 2014. 
O que as diferencia das fontes 
simétricas é que a assimétrica fornece 
apenas tensão positiva. 
 
As tensões típicas dessas fontes 
assimétricas variam entre 3 e 12 V e 
as correntes são baixas, a não ser que 
os circuitos tenham etapas de 
potência. Suas correntes estão na 
faixa de 10 a 500 mA tipicamente. 
FILTROS DE LINHA 
 São dispositivos simples, 
geralmente baseados em um fusível ou 
em um ou mais MOVs (Varistores de 
Óxido de zinco), que oferecem proteção 
a baixo custo. 
 
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 
 A falta de normas sobre o que um filtro pode ou 
não fazer, causa grande variação da qualidade do 
produto no Brasil. Porque são produzidos em sua 
maioria a baixo custo, trazendo pouca proteção. 
 O uso de lâminas de latão para os contatos em 
vez de tomadas separadas formam um conjunto 
muito frágil, o que abre margem para mau 
contato e até mesmo curto-circuitos em caso de 
defeitos de montagem ou más condições de 
manuseio. 
 
 Todos os filtros de linha baratos utilizam designs 
semelhantes, oferecendo pouca proteção. Existem 
também casos de extensões, que são muitas vezes 
confundidas com filtros de linha. 
 
VISÃO DE UM FILTRO POR DENTRO 
Figura 5: Dentro de um Filtron, um modelo popular da Clone. 
 
Fonte: MORIMOTO (2010) 
 O filtro de linha inclui apenas um fusível e 
um MOV solitário entre o fase e o neutro, além do 
LED que mostra quando ele está ligado. Este 
design só serve como linha de proteção contra raios, 
todos os outros problemas na rede elétrica passam 
por ele. 
 
 Os MOVs são o principal componente ativo 
de qualquer filtro de linha. A função deles é 
proteger contra picos de tensão e descargas 
elétricas, fornecendo uma corrente constante ao 
equipamento e direcionando o excesso ao terra ou 
ao neutro. Eles funcionam como uma espécie de 
válvula, que é ativada quando a tensão excede um 
determinado valor. 
 
 O problema com eles é que possuem breve vida 
útil, deixando de serem efetivos depois de alguns 
surtos. Nesse caso, eles deixam de oferecer 
proteção, sem que a passagem de corrente seja 
interrompida. 
 Filtros baratos possuem geralmente um único 
MOV entre o fase e o neutro, mas o correto é que 
sejam usados pelo menos três deles: entre o fase e 
o neutro, entre o fase e o terra, e entre o neutro e 
o terra. 
 
É comum também que sejam usados vários MOVs 
em série, o que melhora a proteção contra picos de 
tensão. 
Bons filtros de linha são geralmente anunciados 
como DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos). 
 
EXEMPLO DE UM DPS 
Figura 6: DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) . 
 
Fonte: MORIMOTO (2010) 
REGULAÇÃO A TRANSISTOR 
Basicamente, as fontes de alimentação reguladas 
podem ser classificadas entre lineares e chaveadas 
dentre uma imensa gama de variedades. O 
desenvolvimento de fontes chaveadas teve início 
na década de 1960, com a demanda do programa 
espacial que exigia o desenvolvimento de sistemas 
de energia elétrica de baixo peso, alta performance, 
confiabilidade e eficiência. Estas, apesar de 
numerosos benefícios são de difícil implementação, 
apresentam problemas quanto a geração de 
harmônicos e inferiores valores de regulação 
quando comparadas às fontes lineares. Por isso 
vamos tratar das lineares. 
APRESENTAÇÃO 
Nesse tipo de configuração, não basta, no 
entanto, ter-se a tensão contínua, mas é 
necessário regulá-la para um funcionamento 
estável do equipamento eletrônico. A 
regulação de tensão ou corrente pode ser 
feita utilizando-se os reguladores lineares ou 
então através do controle do tempo de 
condução de um elemento semicondutor. 
Vamos tratar dos reguladores lineares. 
 
A regulação linear caracteriza-se pelo 
controle da condutividade de um transistor, 
ajustando-se dessa forma a intensidade da 
corrente fornecida e obtendo-se a regulação. 
A Figura 6 ilustra de forma esquemática 
essa alternativa. Após a retificação da tensão 
alternada, existe um elemento semicondutor 
(transistor) cuja condutividade pode ser 
ajustada. 
 
Figura 7: Esquema de regulação linear de tensão de saída de uma 
fonte de tensão contínua. 
 
Fonte: MEHL (s.d) 
A tensão de saída é constantemente comparada 
com uma tensão de referência e, dessa forma, o 
transistor age como um elemento de resistência 
variável e absorve qualquer variação de tensão. 
Por operar em sua região linear, o transistor 
apresenta uma dissipação de potência elevada e é o 
maior responsável pelo baixo rendimento nesse 
tipo de regulador. Como consequência é necessário 
usar dissipadores de calor volumosos e pesados. 
 
Apesar das aparentes desvantagens da regulação 
linear, é possível obter-se tensão de saída 
extremamente estável e a resposta atransitórios é 
excelente. Além disso, o funcionamento do 
transistor em região linear faz com que o circuito 
não emita qualquer tipo de interferência 
eletromagnética de alta frequência. Em face disso, 
os reguladores lineares, apesar de serem a 
princípio indicados somente em baixas potências, 
encontram também aplicações em sistemas de 
telecomunicações onde há problemas de ruído. 
 
 Considerando outros parâmetros como por 
exemplo a emissão de rádio-interferência, nesse 
tipo de configuração ela é praticamente nula. 
Outro parâmetro a ser analisado é a interferência à 
rede elétrica que nesse caso existe somente o ruído 
normal decorrente da operação do retificador de 
entrada. 
Esse tipo de configuração é utilizado na 
eletrônica em circuitos que necessitam de uma 
corrente ou voltagem reguladas afim de se obter 
um melhor parâmetro de funcionalidade e de 
consumo. 
 
REGULADORES DE TENSÃO COM CI’S 
 Nas fontes de alimentação com filtros capacitivos, 
normalmente tendem a ter uma variação na sua tensão 
de saída. Essa variação está sujeita a se relacionar 
diretamente com a tensão de entrada da fonte de 
alimentação. Para regularizar esses tipos de variações, 
pode-se utilizar alguns tipos de CI’s (circuitos 
integrados). 
 Os CI’s que são utilizados nesses casos, são chamados 
de circuitos reguladores de tensão. Além deles serem 
compactos, ainda conseguem regular a tensão, 
mantendo a tensão de saída com o mesmo valor da 
tensão de entrada. 
 
Fonte: Melo (s. d) 
 - Série 78 
É utilizado para regular tensões positivas de corrente 
máxima de 1 Ampère, sendo utilizado dissipadores de 
calor. Os valores de tensão de saída são: 
 
Fonte: Melo (s. d) 
 
Os valores de tensão de entrada não deve ser maior 
do que 15 volts e menor que 3 volts, do que a tensão de 
saída. 
O seu encapsulamento consiste em : 1- Entrada ; 2 – 
Terra ; 3- Saída 
Fonte: Melo (s. d) 
 
Série 79 
 
É utilizado para regular tensões negativas de corrente 
máxima de 1 Ampère, sendo utilizado dissipadores de 
calor. Os valores de tensão de saída são: 
 
Fonte: Melo (s. d) 
 
Os valores de tensão de entrada não deve ser menor 
do que 15 volts e maior que 3 volts, do que a tensão de 
saída. 
O seu encapsulamento consiste em : 1- Terra ; 2 – 
Entrada ; 3- Saída . 
 
Fonte: Melo (s. d) 
 
Séries 78L e 79L 
 
Eles possuem as características , mas sua capacidade 
de corrente de saída é de 100 mA. As suas pinagem são: 
Fonte: Melo (s. d) 
 
Reguladores Ajustáveis LM317 e LM337 
 
São reguladores positivos com tensões de saída 
ajustáveis, com corrente máxima de 1,5 Ampère, e de 
tensão de entrada em módulo, não deve ser menor do que 3 
volts e maior que 40 volts, do que a tensão de saída. 
A diferença deles é que o LM317 tem a tensão de 
saída ajustável de 1,2 volts e 37 volts; já o LM337 a tensão 
de saída ajustável é de -1,2 volts e -37 volts. 
 
Fonte: Melo (s. d) 
 
APLICAÇÕES PRÁTICAS: ONDE SÃO USADAS AS 
FONTES CHAVEADAS 
 
 Onde houver necessidade de uma alteração na 
forma como a energia elétrica deve ser utilizada por 
um circuito eletrônico, precisamos de um bloco 
especial que faça essa modificação. Esse bloco é a 
fonte de alimentação, que pode ter os mais diversos 
graus de complexidade dependendo dos seguintes 
fatores: 
 
A tensão de entrada 
A tensão de saída 
Corrente 
Número de saídas 
 As fontes de alimentação 
podem ser utilizadas tanto 
embutidas num equipamento, 
fornecendo a energia para os 
circuitos na forma que ele 
necessita como podem ser 
equipamentos isolados para uso 
em bancadas de reparos, 
desenvolvimento e testes. 
 
 A tecnologia a ser usada vai 
depender justamente desse uso. 
Assim, nos equipamentos em que a 
fonte é embutida, existe a preocupação 
para que a fonte ocupe o menor espaço 
possível, tenha o máximo rendimento 
e seja a mais barata possível. 
 
 Também são utilizadas fontes 
chaveadas em equipamentos de consumo 
como televisores, monitores de vídeo que 
são ligados diretamente à rede de energia. 
Estes equipamentos precisam de diversas 
tensões contínuas, algumas das quais de 
valores elevados as quais podem ser obtidas 
diretamente a partir da rede de energia sem 
a necessidade de um transformador. 
 
REFERÊNCIAS 
 JBM INSTRUMENTOS. Fontes simétricas e assimétricas. 
Disponível em: <http://www.jbminstrumentos.com.br/instrumentos-
medicao/fonte_alimentacao.html> . Acesso em 01 de jun 2014. 
 MEHL, Ewaldo L. M. Fontes Chaveadas -Universidade Federal do 
Paraná, Departamento de Engenharia Elétrica -Centro Politécnico, 
Curitiba, Paraná. 
 MELO, Vinícius S. de. Reguladores de tensão 
integrados. Instituto Federal do Espírito Santo. 
Disponível em: 
<http://www.sr.ifes.edu.br/~secchin/Eletronicabasica/Reg_v
oltagem.pdf>. Acesso em 29 de mai. 2014. 
 MORIMOTO, Carlos E. Fontes de alimentação de dispositivos de 
proteção: Filtros de linha, 2010. Disponível em: 
< http://www.hardware.com.br/guias/fontes-protecao/filtros-
linha.html>. Acesso em 04 de jun. 2014. 
 
 
 MORIMOTO, Carlos E. Fontes de alimentação de dispositivos de 
proteção: Filtros de linha, 2010. Disponível em: 
< http://www.hardware.com.br/guias/fontes-protecao/filtros-linha.html>. 
Acesso em 04 de jun. 2014. 
 TORRES, Gabriel. Anatomia das fontes de alimentação chaveadas, 
2006. Disponível em: 
<http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Anatomia-das-Fontes-de-
Alimentacao-Chaveadas/1218/1>. Acesso em 04 jun. 2014. 
 
 
 
 
 
 
 
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