Aula 5 - Fontes deAlimentação

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FONTES DE 
ALIMENTAÇÃO
Pré-requisitos 
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Corrente: Em termos técnicos, corrente é o "fluxo ordenado de partículas
portadoras de carga elétrica".
Podemos imaginar que a tensão (ou seja, a "voltagem") equivale à
espessura do cano e a corrente (ou "amperagem") equivale à pressão da
água. Ao aumentar a tensão (ou seja, alargar o cano) podemos fazer com
que flua mais energia mantendo a mesma corrente e vice-versa.
Corrente contínua (CC ou DC do inglês direct current) é o fluxo ordenado de elétrons sempre numa direção,
diferente da corrente alternada AC cujo sentido dos elétrons varia no tempo
Hardware de Computadores
Fonte de Energia
Introdução:
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Toda a fonte CC/CA 
tem por objetivo 
transformar a onda 
senoidal da rede elétrica 
em tensão contínua.
Tal processo chama-se 
retificação de tensão.
Característica da CA 
senoidal:
- Valor de pico ou máximo;
- Freqüência (f = 1/T);
- Período;
- Ciclo;
- Valor eficaz (Vef = Vp / 
sqr2)
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Pré-requisitos 
Introdução
• As fontes de alimentação são as responsáveis por distribuir energia elétrica a todos os
componentes do computador. Assim, uma fonte de qualidade é essencial para manter o bom
funcionamento de um equipamento.
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Características de uma boa fonte de alimentação – Contínua - constante - estável
• Todos os dispositivos eletrónicos tem embutido, 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 eletrónico.
• Um aparelho poderá ter mais de uma fonte de
alimentação, dependendo da necessidade dos seus
circuitos internos.
Fonte de alimentação
Amplificador de potência de áudio 
com transformador toroidal com 
várias tensões de saída.
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Toda a fonte CC/CA tem por objetivo
transformar a onda senoidal da rede
elétrica em tensão A este processo
chamamos retificação de tensão.
Característica da CA senoidal:
- Valor de pico ou máximo;
- frequência (f = 1/T);
- Período;
- Ciclo;
- Valor eficaz (Vef = Vp / sqr2)
Constituição da fonte
A fonte de alimentação básica é constituída por 4 setores
•Ponte retificadora - Retifica os pulsos de modo a produzir uma saída polarizada DC. (Corrente contínua (CC ou DC direct current) )
•Transformador - Transforma a tensão AC e corrente de entrada para um valor utilizável em AC. (corrente alternada )
•Filtragem - Filtra a tensão tornando a corrente contínua.
•Regulação - Regula a saída de modo a ter uma tensão constante.
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Corrente contínua (CC ou DC do inglês direct current) é
o fluxo ordenado de elétrons sempre numa direção,
diferente da corrente alternada AC cujo sentido dos
elétrons varia no tempo
Existem dois tipos principais de fontes de alimentação: 
➔ lineares
➔ chaveadas
Tipos de Fontes
díodos
Circuito 
de 
controlo 
Núcleo 
primário
Núcleo 
Secundário
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Fontes Lineares
• O transformador — sincroniza a tensão alternada da rede ao nível correto de
tensão alternada que se deseja;
• A retificação — constituída por 2 ou 4 díodos retificadores (no esquema
apresentado temos 4 díodos) — transforma a tensão alternada do núcleo
secundário do transformador numa tensão contínua ondulada
• O filtro — é constituído 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.
Fontes Lineares
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Transformador: Transistor: Capacitor:
Diodos:
Indutor:
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12Fontes Lineares
13Fontes Chaveadas AT e ATX
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retificador de ponte (díodos)
Inibe a AC de voltar para traz.
Converte AC para DC
Corrente alternada
AC --- 230V Capacitador acumula 
corrente DC para que a 
corrente não seja afetada 
pelas alterações da 
corrente AC
transístor mosfet aumentar a frequência 
da corrente elétrica.
Com a ajuda do transformador volta a 
coloca-la em AC
Transistor (díodos)
Converte AC para DC Filtrar e estabilizar a corrente DC de saída
Corrente 
alternada
AC --- 12V com 
uma frequência 
muito alta
230v
0v
230v
0v 0v 12v
0v 0v
12v
A fonte Chaveada – ATX (Advanced Technology Extended - é um padrão criado no ano de 1995 pela Intel1 )
A fonte Chaveada ATX:
Estes circuitos de controle são fruto da diversificação e aprimoramento. Os avanços tecnológicos da
eletronica foram englobando também o filtro, retificação e o transformador:
A fonte chaveada produz uma tensão continua estabilizada.
O fato básico que rege o funcionamento das fontes chaveadas está na capacidade de armazenamento
de energia em Condensadores/Capacitores (em forma de tensão) e em indutores (em forma de corrente).
A fonte Chaveada 1 de 6 15
Capacitor:
armazenamento de energia em 
forma de tensão
Indutor:
armazenamento de energia em 
forma de corrente
Corrente: Em termos técnicos, corrente é o "fluxo ordenado de partículas portadoras de carga
elétrica".
Podemos imaginar que a tensão (ou seja, a "voltagem") equivale à espessura do cano e a corrente
(ou "amperagem") equivale à pressão da água. Ao aumentar a tensão (ou seja, alargar o cano)
podemos fazer com que flua mais energia mantendo a mesma corrente e vice-versa.
A fonte Chaveada ATX:
Quando o circuito LC (que está em série com o núcleo primário do transformador) é excitado, através
dos transístores, por pulsos de tensão (onda quadrada) é criada uma onda senoidal que é transferida para o
núcleo secundário do transformador. Após a retificação e filtragem, esta onda gera uma tensão contínua
estabilizada.
A fonte Chaveada 2 de 6 16
A fonte Chaveada por dentro:
A fonte Chaveada 3 de 6 17
A fonte Chaveada
Funcionamento básico:
Os transístores são chaveados por saturação (condução) e corte (circuito aberto) numa frequência que
pode ir de 20kHz até 250KHz conforme o projeto da fonte chaveada.
O circuito de pulsos compensa as pequenas variações da tensão de entrada mudando um pouco a
frequência de tal forma que, a tensão contínua de saída permanece estabilizada (constante).
A onda senoidal gerada é muito mais simples de ser filtrada.
A fonte Chaveada 4 de 6 18
Outro aspeto importante é o fato da fonte chaveada ser mais leve que as outras, pois os seus
componentes são menores, devido ao uso da alta frequência.
Além disso, a fonte chaveada tem um excelente rendimento, como precisa consumir muito pouco para
funcionar, praticamente transfere toda a energia da entrada para a saída.
Justamente por trabalhar com alta frequência, a fonte chaveada acaba por gerar irradiação eletromagnética,
por isso precisa ser muito bem blindada magneticamente. Mas, apesar do seu alto custo de
desenvolvimento, a fonte chaveada tem um custo de produção em série mais baixo do que o das fontes de
alimentação lineares.
Estas características fazem com que a indústria invista cada vez mais no aprimoramento técnico das fontes
chaveadas.
A fonte Chaveada 5 de 6 19
A fonte Chaveada 6 de 6 20
Padrão AT e 
ATX
• AT
• 12 pinos
• P8 e P9 
• Manter os cabos pretos (0V) que ficam nas extremidades voltados para o meio do conector
• ATX
• 20 ou 24 pinos
• 3,3V (processador)
• PS_ON (acionamento)
• Soft On/Off (desliga por software)
• Wake-on-Lan (On/off pela placa de 
rede)
• Wake-on-modem (on/off via modem)
• PWR_OK (fonte ativa; 5V e 3,3V 
disponíveis)
• 5 versões modificadas do padrão
ATX – Os cinco 
formatos do 
padrão
• WTX: Conector principal de 24 pinos; 
Pentium II, Pentium III, Xeon e Athlon MP.
• AMD GES: Conector principal de 24 pinos; 
conector secundário de 8 pinos; alguns 
Athlon de núcleo duplo.
• ATX12V: Conector principal de 20 pinos; 
secundário de 4 pinos; terciário de 8 pinos; 
Pentium 4, Athlon MP e Athlon 64.
• EPS12V: Conector principal de 24 pinos; 
secundárioe terciário de 8 pinos; Xeon e 
Opteron.
• ATX12V 2.0: Conector principal de 24 
pinos; secundário de 4 pinos; Pentium 4 e 
Athlon 64
CONEXÕES DA 
FONTE
20 + 4 ATX
• 4 + 4 EPS12V
• Alimentação do processador. 
• ATX 2.x - um conector de 8 pinos
• ATX 1.x - um conector de 4 pinos. 
• Incluído a partir do Intel Pentium 4; 
usava quatro pinos
• De 4 para 8 pinos - a potência dos 
processadores evoluiu, resultando em 
um conector de 8 pinos 
• EPS 12V
• Dois blocos de 4 pinos
• 6 pinos PCI Express
• Até 75 W, além dos 75 W da placa-
mãe
• Alguns modelos necessitam de 
dois desses
• 6 +2 (ou 8) pinos PCI-e
• Até 150 W (maior corrente – até 
3.7A)
• A versão 6 + 2 existe por 
compatibilidade
• Placas recentes usam 8 ou 16 
pinos (2 x 8) 
SATA 
3,3, 5 ou 12 V
“Substitui” o Molex
Floppy
Drivers de disquete
Defasados sim, porém 
ainda presentes
Molex (IDE)
Dispositivos tipo IDE
As fontes de alimentação (Potência)
Principal especificação
Potência:
• Fontes de alimentação são classificadas e
comercializadas com base na potência máxima que
podem ter nas suas saídas, medida em watts.
• Potência é a capacidade de transformação da
energia elétrica em outro tipo de energia,
normalmente energia térmica, energia mecânica,
energia química, etc.
• Em geral, quanto maior for a potência de uma
fonte de alimentação, mais placas e periféricos
podem ser instalados no computador.
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http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
Apoio para calcular a potencia da fonte
Potência
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
As fontes de alimentação (Potência)
Principal especificação
Potência:
Mas o que realmente vem a ser a potência de uma fonte?
O que significa os “300W” de uma fonte de alimentação?
As fontes de alimentação são comercializadas de acordo com a potência máxima produzida por
voltagem.
Uma fonte de alimentação de 300W significa que a fonte pode fornecer ao PC uma potência
máxima, também chamada de potência nominal, de 300W.
A potência máxima de uma fonte de alimentação pode ser facilmente calculada multiplicando a
tensão pela corrente de cada uma das suas saídas e somando os resultados.
P=V*I
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De todas as especificações técnicas descritas no
databook de cada componente, estávamos mais
interessados na corrente máxima em modo contínuo,
dada em amperes (A). Para encontrar a potência
máxima teórica do componente em watts podemos usar
a fórmula P = V x I, onde P é a potência em watts,
V é a tensão em volts e I é a corrente em ampères.
Isto não significa que a fonte de alimentação fornecerá
a corrente máxima de cada componente, já que a
potência máxima que a fonte de alimentação pode
fornecer depende de outros componentes usados – como
o transformador, bobinas, o layout da placa de circuito
impresso e a bitola (secção) dos fios.
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Por exemplo, na tabela abaixo calculamos a potência máxima produzida por uma fonte de
alimentação ATX de 300W. A potência produzida por uma tensão negativa é somada ao total, e não
subtraída.
Como podemos ver a potência total produzida pela fonte de alimentação ATX é um pouco maior do
que os 300W com que foi rotulada.
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http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
Apoio para calcular a potencia da fonte
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
As fontes de alimentação – Principal especificação :
Exemplo fonte ATX:
Tensão de fornecimento para a saída de 12V
Corrente nominal de saída = 26A
Potência nominal desta saída (12V): P = V x I = 12 x 26 = 312W
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Valor arredondado
P = 5 x 45 = 225W 
Por características 
internas o valor da 
soma das potências 
não fecha com o total. 
Todos os valores OK
Valores OK
Potência Máx. 
suportada por 60s
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PFC – Power 
Factor 
Correction
• Manter o Fator de Potência (relação 
entre potência ativa e reativa) o mais 
próximo de 1 possível, que é o que 
ocorre quando a energia reativa é 
minimizada para valores semelhantes 
aos da energia ativa (a qual gera 
trabalho).
• Há dois tipos de mecanismos para 
gerar esse resultado: PFC ativo (deixa o 
fator de potência em 0,95 ou mais); e 
PFC passivo (proporciona um fator de 
potência entre 0,6 e 0,8). Na prática, 
essas reduções são obtidas através do 
acoplamento de bancos de indutores 
ou capacitores.
As fontes de alimentação – Estabilidade 
• Uma boa fonte de alimentação tem de garantir voltagens estáveis em suas saídas independente de
imperfeições ou sobrecargas oriundas da rede elétrica ou das variações de consumo do próprio computador.
• Para que um computador funcione corretamente e de forma segura é necessário que as tensões de saída
da fonte de alimentação estejam estáveis mesmo que haja uma sobre tensão na rede elétrica comercial.
• Alguns dispositivos do PC, em especial o processador, são extremamente sensíveis a variações de tensão.
• Variações bruscas nas tensões da fonte podem fazer com que o computador pare ou podem queimar algum
periférico do PC.
• O computador pode tolerar certa variação de tensão sem que haja problema nos seus componentes.
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80 PLUS
• Certificação de eficiência; garante que a fonte possui aproveitamento de no 
mínimo de 80% da potência total indicada pelo fabricante do aparelho, de 
forma segura. Por exemplo, para entregar 100 watts de energia, uma fonte 
precisa puxar 125 watts da tomada com uma eficiência de 80%.
• www.plugloadsolutions.com/80PlusPowerSupplies.aspx - Site onde pode ser 
conferido se a fonte realmente possui certificação 80 PLUS
As fontes de alimentação – Estabilidade
A tabela abaixo mostra as tensões de saída da fonte, bem como os valores máximos e mínimos tolerados 
pelo PC. 
Tensão de Saída Tolerância Mínimo Máximo
+5VDC ±5% +4,75V +5,25V
+12VDC ±5% +11,40V +12,60V
-5VDC ±10% -4,5V -5,5V
-12VDC ±10% -10,8V -13,2V
+3,3VDC ±5% +3,14V +3,47V
+5V SB ±5% +4,75V +5,25V
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FONTES NÃO MODULARES, 
SEMI-MODULARES E 
MODULARES
Nas fontes do tipo modular os cabos que saem da fonte para os dispositivos como HDs e 
CD-Roms, são removíveis, estes são conectados à fonte por uma conexão. Como 
vantagem facilita a organização interna dos cabos e em razão de um número reduzido 
melhora o fluxo de ar interno dentro do gabinete.
Como testar fontes de alimentação corretamente?
Isso deve ser feito com o auxílio de um multímetro digital, posicionado na escala de tensão contínua (VDC), na 
escala de 20 V. Além disso, deve ser colocada uma resistência de 10 ohms x 10 watts na saída a ser testada. 
Isto deve ser feito pelo seguinte motivo: algumas fontes apresentam tensões corretas quando não estão sem carga, 
mas, quando colocamos carga, a tensão baixa. Além desse teste, o ideal é usar um osciloscópio para verificar se há 
flutuação na saída da fonte. As saídas deverão ser totalmente contínuas, não possuindo qualquer flutuação. 
44testar fontes 
Testar individualmente cada uma das saídas da fonte. A tolerância de cada uma das saídas é de 5%. Dessa 
forma, os valores possíveis são os seguintes: 
A saída de +3,3V só existe em fontes ATX. 
Tensão Nominal Fio Tensão mínima Tensão máxima 
+5 V Vermelho 4,75 V 5,25 V
-5 V Branco -4,75 V -5,25 V 
+12 V Amarelo 11,4 V 12,6 V 
-12 V Azul -11,4 V -12,6 V
+3,3 V Laranja 3,135 V 3,465 V
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Como faço para testar (ligar) fontes ATX fora do gabinete, sem conectá-la à placa-mãe?
Nas fontes convencionais, basta ligar a fonte.
Nas fontes ATX?
Para fazer com que fontes ATX liguem sem estarem conectadas à placa-mãe, basta aterrar o pino PS-ON da fonte
de alimentação, isto é, conectar o pino PS-ON (pino 14) ao terra (pinos 3, 5, 7, 13, 15, 16 ou 17). Como em geral o
PS-ON é um fio cor verde, basta ligar o fio verde da fonte ao fio preto, através de um pequeno fio ou mesmo um
clip de papel aberto.
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Testes:
É válido lembrar que muitas vezes fontes indicam tensão de alimentação correta quando testadas com um
multímetro, porém não funcionam corretamente quando há uma carga aplicada, isto é, quando são
conectadas àplaca-mãe. O defeito mais comum em fontes de alimentação é não conseguir fornecer corrente
suficiente. Nesse caso, as tensões terão bons resultados, porém o PC não funciona corretamente (sintomas
típicos são PC´s que fazem resets aleatórios ou desligam sozinhos). A melhor forma e mais segura de se testar
uma fonte, é por substituição.
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