Captulo 4 Fontes de Computador

4.1 Fonte de PC

As fontes de PC so fontes chaveadas. So caixas metlicas localizadas

geralmente no canto superior do gabinete. Essas fontes so formadas por um circuito

complexo que consta de filtros de entrada, um retificador, um conversor CC/CC, e um

circuito de controle. Elas recebem esse nome porque internamente um componente

que fica sem chaveado, ou seja, ligando e desligando em alta frequncia. No

objetivo desse curso estudar o funcionamento interno da fonte chaveada, mas entender

sua aplicao e caractersticas. Em oposio s fontes chaveadas existem as fontes

Lineares. Essas fontes so inadequadas para serem usadas em computadores por terem

peso elevado e baixo rendimento em relao s fontes chaveadas.

A fonte chaveada utilizada em PCs o dispositivo que fornece as tenses

necessrias para alimentar as placas e Drivers do computador. a fonte que fornece a

energia necessria para o computador funcionar. Abordaremos as fontes ATX, Fig-4.1,

por ser esse ser o tipo mais popular.

Fig-4.1 Fonte ATX

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4.2. Alimentao da Fonte Chaveada

A fonte de PC alimentada em tenso alternada. Para a tenso alternada monofsica

temos dois nveis padres no Brasil, 110V e 220V. Assim, temos que ficar atentos

quando formos ligar a fonte, de forma que se adque tenso da rede com a seleo da

tenso de alimentao da fonte. Existem modelos de fonte que fazem a mudana

automaticamente.

4.3 Padres de Fontes de PC

Assim como qualquer tecnologia produzida por mais de um fabricante, as fontes de

alimentao devem ser fornecidas dentro de padres estabelecidos pela indstria, de

forma a garantir sua compatibilidade com outros dispositivos e o seu funcionamento

regular. No caso das fontes, o padro mais utilizado nos dias de hoje

o ATX (Advanced Tecnology Extendend), que surgiu em meados de 1996 e que tambm

especifica formatos de gabinetes de computadores e de placa-me. Com essa

padronizao, uma pessoa saber que, ao montar um computador, a placa-me se

encaixar adequadamente no gabinete da mquina, assim como a fonte de alimentao.

4.3 Fontes ATX

As tenses tpicas fornecidas pelas fontes ATX so 12V, 5V e 3,3V. A tenso de

3,3V no existia no padro anterior, o AT (Advanced Tecnology). O padro ATX, na

verdade, uma evoluo deste ltimo, portanto, adiciona melhorias em pontos

deficientes do AT. Isso fica evidente, por exemplo, no conector de alimentao da

placa-me: no padro AT, esse plugue era dividido em dois, podendo facilmente fazer

com que o usurio os invertesse e ocasionasse danos. No padro ATX, esse conector

uma pea nica e s pode ser encaixada de uma forma, evitando problemas por conexo

incorreta. As fontes ATX tambm trouxeram um recurso que permite o desligamento do

computador por software. Para isso, as fontes desse tipo contam com um sinal chamado

PS_ON (Power Supply On). Veja na tabela abaixo alguns sinais da fonte ATX:

Sinal Descrio

PS_ON Permite o desligamento da fonte por software.

Wake-On-Lan Permite ligar e desligar a fonte atravs da placa de rede

PWR_OK Comunica mquina que a fonte esta funcionando corretamente

Tab-4.1 Sinais especiais de uma fonte de PC.

Por se tratar de um padro relativamente antigo, a fonte ATX j passou por algumas

mudanas para se adequar as necessidades dos PCs. Podemos citar:

ATX12V 1.x: Especificao surgida em meados de 2000 e consiste, basicamente, em

um conector adicional de 12 V formado por 4 pinos, e outro, opcional, de 6 pinos e

tenso de 3,3 V ou 5 V. Essa verso foi sofrendo pequenas revises ao longo do tempo.

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A ltima, a 1.3, teve como principal novidade a implementao de um conector de

energia para dispositivos SATA;

ATX12V 2.x: srie de revises que lanou um conector para a placa-me de 24 pinos

(at ento, o padro era 20 pinos) e adicionou, na verso 2.2, um plugue para placas de

vdeo que usam o slot PCI Express, recurso necessrio devido ao alto consumo de

energia desses dispositivos. Neste padro, o conector opcional de 6 pinos foi removido;

EPS12V: especificao muito parecida com a srie ATX12V 2.x, definida

pela SSI (Server System Infrastructure) inicialmente para ser aplicada em servidores.

Seu principal diferencial a oferta de um conector adicional de 8 pinos (que pode ser

uma combinao de dois conectores de 4 pinos) e um opcional de 4. Para atender de

forma expressiva o mercado, muitos fabricantes oferecem fontes que so, ao mesmo

tempo, ATX12V v2.x e EPS12V.

4.4. Tenses das Fontes ATX

Os dispositivos que compem um computador so to variados que requerem

nveis diferentes de tenso para o seu funcionamento. Por isso, as fontes de alimentao

fornecem, essencialmente, as seguintes tenses: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e -12 V (as

antigas fontes AT no oferecem a tenso de +3,3 V). As sadas de +3,3 V e +5 V so

mais direcionadas a dispositivos menores, como chips de memria. A tenso de +12 V

utilizada por dispositivos que consomem mais energia, tais como aqueles que contam

com "motores", como HDs (cujo motor responsvel por girar os discos) e drives de

DVD ouBlu-ray (que possuem motores para abrir a gaveta e para girar o disco). As

tenses de -5 V e -12 V so pouco utilizadas - serviam ao antigo barramento ISA, por

exemplo.

claro que h dispositivos que exigem voltagens menores. Memrias RAM do tipo

DDR3, por exemplo, podem trabalhar com +1,5 V. Para esses casos, a placa-me conta

com reguladores que convertem uma sada de voltagem da fonte de alimentao para a

tenso necessria ao componente em questo.

4.5. Potncia em Fontes de PC

necessrio fazer o dimensionamento correto da fonte de um PC para que ele

trabalhe corretamente, de forma que a fonte no fique sobrecarregada (fonte

subdimensionada) ou muito folgada (fonte sobre dimensionada). Geralmente compra-

se o PC com a fonte, mas h casos em que se prefere comprar as partes e mont-lo,

ou casos em que se troca a placa me e o processador. Em ambos os casos,

necessrio o dimensionamento da fonte.

Algumas fontes, principalmente as de baixo custo, nem sempre oferecem toda a

potncia que descrita em seu rtulo. Por exemplo, uma fonte de alimentao pode ter

em sua descrio 500 W (Watts) de potncia, mas em condies normais de uso pode

oferecer, no mximo, 400 W. Acontece que o fabricante pode ter atingindo a capacidade

de 500 W em testes laboratoriais com temperaturas abaixo das que so encontradas

dentro do computador ou ter informado esse nmero com base em clculos duvidosos,

http://www.infowester.com/serialata.phphttp://www.infowester.com/pciexpress.phphttp://ssiforum.org/http://www.infowester.com/blu-ray.phphttp://www.infowester.com/barramentos.phphttp://www.infowester.com/memoria.php

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por exemplo. Por isso, no ato da compra, importante se informar sobre a

potncia real da fonte. Para isso, necessrio fazer um clculo que considera alguns

aspectos, sendo o mais importante deles o conceito de potncia combinada.

J sabemos que as fontes ATX tm as seguintes sadas: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5

V e -12 V. H mais uma chamada de +5 VSB (standby). O fabricante deve informar,

para cada uma dessas sadas, o seu respectivo valor de corrente, que medido em

ampres (A). Multiplicando-se a tenso de cada sada por sua respectiva corrente

teremos a potncia nominal em cada sada. Somando-se as potncias individuais

teramos a potncia nominal total da fonte. No entanto, muitas fontes no conseguem

fornecer as potncias nominais simultaneamente. A simples soma das potncias

individuais um clculo utilizado pelos fabricantes para ludibriar o consumidor,

escrevendo na embalagem da fonte uma potncia nominal que ela no pode ofertar. a

que entra em cena a potncia combinada. As sadas de +3,3 V e +5 V so combinadas,

assim como todas as sadas de +12 V. A potncia mxima de cada uma s possvel de

ser alcanada quando a sada "vizinha" no estiver em uso. Ou seja, no exemplo

anterior, a potncia da sada de +5 V s seria possvel se a tenso de +3,3 V no fosse

utilizada. H ainda outro detalhe: outra medida de potncia combinada considera os trs

tipos de sada mencionados: +3,3 V, +5 V, +12 V. Esse valor ento somado com as

potncias das sadas de -12 V (note que o sinal de negativo deve ser ignorado no

clculo) e +5 VSB. Da obtm-se a potncia total da fonte. Veja na placa de uma fonte

chaveada de PC indicada abaixo

Tenso +3,3V +5V +12V +12V -12V -5V

Corrente 25 A 28 A 22 A 22 A 0,6 A 3 A

Potncia 150 W 372 7,0 16

457 W 22 W

480 W

Tab-4.2 Placa de uma fonte de de PC tipo ATX.

O 480W indicado a soma de todas as potncia individuais, e que a potncia

combinada das fontes de 3,3V e 5V de 150W, o que menor que a soma das duas

potncias( 3,3 x 25 +5x28 = 222,5W).

Mas como fazer o dimensionamento da fonte? Os processadores e placas de

vdeo so os dispositivos que mais consomem energia. Na verdade essa medida pode

variar muito de modelo para modelo, por isso, importante consultar as

especificaes desses itens para conhecer suas mdias de consumo. A tabela abaixo

mostra valores de consumo tpicos de componentes de um PC.

Componente Potncia ( W)

Processador 95

HD 25

Drive DVD 25

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Placa de Vdeo 80

Mouse + Teclado 10

Total 235

4.6. Estabilizadores de tenso.

Os estabilizadores so equipamentos eletrnicos responsveis por corrigir

a tenso da rede eltrica para fornecer aos equipamentos uma alimentao estvel e

segura. Eles protegem os equipamentos contra sobretenso, subtenso e transientes.

Uma pequena margem de estabilizadores tambm possui um filtro de linha interno.

O Brasil hoje o nico fabricante de estabilizador do mundo com base instalada

de cerca de 47 fabricantes espalhados de norte ao sul do pas[1]

.

O mercado de estabilizadores comeou no Brasil em 1941. Na verdade

constava de um transformador dentro de uma caixa metlica e um seletor que

aumentava ou baixava a tenso de acordo com o sentido que algum o girasse. Ao

contrrio do conhecimento popular, o estabilizador foi originalmente destinado para

regular a tenso de aparelhos movidos a vlvula, como os antigos televisores. O uso

inadequado desses estabilizadores poderia danificar o aparelho que se destinava a

proteger. Na verdade, eles eram bastante ineficientes, pois se a tenso estivesse baixa e

o usurio girasse o seletor para aumentar a tenso, e se aps algum tempo a tenso

aumentasse, o estabilizador aumentaria ainda mais podendo provocar a queima do

equipamento.

Mesmo hoje em dia desaconselhvel o uso de estabilizadores, Fig-4.2, pois as

fontes chaveadas suportam grandes variaes de tenso sem alterar a tenso de sada.

Fig -4.2 Estabilizadores de tenso

4.7. UPS e No-Breaks

Uma UPS ( Uninterruptible Power Suply) ou fonte de tenso sem interrupo

um equipamento alimentado com tenso alternada e que gera em sua sada uma

tenso alternada estabilizada. Mesmo que a tenso de alimentao falte, a UPS

http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B4nicohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Equipamentohttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Sobretens%C3%A3o&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Subtens%C3%A3o&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Transientehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Filtro_eletr%C3%B4nicohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Estabilizador#cite_note-0

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continua gerando, na sada, uma tenso alternada estabilizada por um determinado

tempo. O tempo que a UPS pode fornecer energia sem alimentao da rede eltrica

chamado de autonomia. As UPS so geralmente utilizadas para alimentar

computadores. No Brasil, as UPS so tambm chamadas de No-Breaks.

Os No-Breaks so providos de uma bateria interna e de um inversor. Na falta

de alimentao da rede eltrica a bateria que fornece energia para alimentar os

computadores. A tenso da bateria CC e a tenso dos computadores CA, por isso,

necessrio um inversor para transformar a tenso CC em CA. As UPS ou No-

Breaks so fabricados em diversas potncias, podendo ter capacidade para suportar

um CPD de uma empresa ou simplesmente dois computadores. A autonomia da UPS

depende do nmero de computadores ligados a ela. Uma UPS com autonomia de

trinta minutos para um computador ter autonomia de quinze minutos para dois

computadores. As UPS de grande porte so geralmente trifsicas. Uma UPS de boa

qualidade apresenta em sua sada uma tenso senoidal perfeita contribuindo com a

qualidade de energia de alimentao de um sistema computacional.

As UPS de pequeno porte so muito parecidas com estabilizadores. Para

identific-las preciso verificar os dados de placa.