TCNICA Conserto de fonte chaveada com sada varivel de 12 at24V

Figura 1 Fonte chaveada com sada varivel de 12 a 24V.As fontes chaveadas pequenas tornaram-se muito populares, desde que seu preo reduziu a ponto de custarem, atualmente, menos que as fontes lineares, que utilizam transformador com ncleo de ferro-silcio e trabalham a 50 ou 60Hz.O baixo preo, aliado ao pequeno peso e tamanho, faz destas fontes uma opo atraente para os mais diversos usos, especialmente as que tem potncia abaixo de 150W.Mas as fontes genricas, de marcas desconhecidas, tem projetos simplificados ao mximo, a qualidade da montagem costuma ser sofrvel, alm de empregarem componentes de qualidade duvidosa, utilizados muito perto de seus limites. Tudo para manter o custo baixo. Isto as torna muito frgeis e geradoras de interferncias, j que os fabricantes negligenciam as protees eletromagnticas.Neste post, abordo o conserto e a melhoria dentro do possvel de uma destas fontes (figura 1), que tem sada estabilizada, em passos de 12 a 24V, selecionveis em 7 posies. A potncia varia conforme a tenso de sada (a corrente mxima 4,5 ou 5A). Em 12V, fornece 54W, ao passo que com 24V, chega a 120W. Ela pode alimentar notebooks.Avaliao inicialEsta fonte tinha queimado vrios componentes, provavelmente por causa duma falha na solda do transistor MOSFET de chaveamento. Como se v, a solda foi esmerilhada (figura 2) para reduzir sua altura e poder caber no invlucro. Isto pode ter piorado a qualidade da unio, pois aparecem trincas entre os terminais do transistor e as outras gotas de solda.Alm disso, a figura 3 mostra a tampa da fonte, onde a mancha esbranquiada, causada por fumaa, est localizada exatamente sobre aquela solda defeituosa, do transistor MOSFET.Numa avaliao inicial, estavam queimados o fusvel, o transistor MOSFET e respectivo resistor de supridouro (figura 4).

Figura 2 Detalhe da solda do transistor MOSFET de chaveamento.

Figura 3 Tampa da fonte chaveada, com marca de fumaa.

Figura 4 Componentes inicialmente identificados como queimados.

Figura 5 Ligao tpica de um equipamento sob teste, em srie com uma lmpada incandescente.Aps trocados estes componentes e ligada a fonte, atravs de uma lmpada incandescente em srie, de 40W (figura 5), verificou-se que ainda havia curto-circuito. A lmpada ficava acesa, pois a ponte retificadora BR1 estava queimada. Por descuido, esta pea no tinha sido verificada.O teste com lmpada em srie importante para evitar a queima dos componentes recm colocados. Mesmo sem poder garantir que no haver dano, pois depende do tipo de defeito, mais sensato utilizar este circuito auxiliar. Deve-se deixar a potncia da lmpada sempre bem menor que a potncia do equipamento sob teste. Se o teste for satisfatrio, pode-se aumentar a potncia da lmpada em srie. Se novamente estiver tudo bem, s ento proceder ao teste definitivo: alimentar um equipamento.Olhando melhorAps a troca da ponte retificadora, a fonte continuou inoperante. Isto nos obrigou a aprofundar a anlise, de modo a compreender a extenso do defeito. O equipamento emprega a topologiaflyback, com o circuito integrado UC3843, que controla o regime de chaveamento de Q1.Conversores com esta arquitetura tem a entrada isolada galvanicamente da sada e utilizam indutores acoplados, que ora conduzem num enrolamento, ora noutro, mantendo o fluxo de corrente. Apesar da semelhana fsica, os indutores da arquiteturaflybackno compem um transformador.Este artigo no pretende detalhar o funcionamento da fonte chaveada. Para conhec-las melhor, h um excelente material disponibilizado pelo professor Jos Antenor Pomilio, da Unicamp [1]. O captulo 2 da apostila da disciplina de Fontes Chaveadas, trata das topologias [2]. Na referncia [3], h um livro completo sobre Eletrnica de Potncia, do mesmo autor, tambm disponvel gratuitamente.Outra pgina, do professor peruano Armando W. Cavero Miranda [4], disponibiliza uma quantidade absurda de contedo na rea de eletrnica de potncia. E o stio Fascas [5] tem uma tima apresentao sobre a evoluo das fontes de alimentao.

Figura 6 Diagrama esquemtico do primrio da fonte chaveada multitenso.

Figura 7 Diagrama em blocos do controlador de fonte chaveada UC3843.De volta ao nosso problema, na figura 6 temos o diagrama esquemtico do estgio primrio da fonte, que o lado vivo do circuito (por onde entra a energia da rede eltrica).O contato com qualquer conexo deste estgio poder causar um perigoso choque eltrico.Deve-se manusear o circuito somente algum tempo depois de deslig-lo da rede eltrica, para os capacitores descarregarem-se suficientemente. Em caso de defeitos, pode ocorrer do capacitor principal da fonte (C1 em nosso caso) no se descarregar, portanto deve-se precaver contra esta possibilidade.Mais adiante, ser abordado o estgio secundrio, que o setor de sada, de 12 a 24V. A fonte foi separada em estgio primrio e secundrio porque, apesar de haver dependncia entre eles, as etapas podem ser entendidas mais facilmente quando vistas de forma isolada.As peas queimadas esto destacadas em vermelho, o que ajuda a formar um caminho de falha. Se pensarmos que o defeito comeou pelo transistor Q1, por causa da solda ruim, possvel imaginar a trilha do estrago.Comeando com Q1 em curto-circuito, o supridouro (S) e a porta (G) recebem 300V CC. Temos, a partir deste ponto, dois trajetos para esta tenso: a porta e o supridouro de Q1.Pela porta de Q1, o surto de energia chega ao UC3843 (U1) at o pino 6, atravs de R6/D2 e R9, danificando antes o zener ZD1 (18V) de proteo da porta. Pelo lado do supridouro de Q1, a corrente to intensa que queima R3, de 0,33 ohm, ligado ao terra. Com R3 aberto, o transiente segue para o pino 3 (sensor de corrente) do UC3843, atravs de R5, de 150 Ohm.A razo de utilizar resistor de filme metlico para a posio de R3 que estes resistores abrem como um fusvel, quando queimam. Outros tipos, como os de carvo, podem aguentar mais tempo uma sobrecarga, e s ento abrir, o que poderia causar um princpio de incndio.Ento, o circuito integrado U1, com 300V nos pinos 3 e 6, no aguenta e queima. Apesar da sobrecarga, R5 e D2 no queimaram e R6 ficou apenas chamuscado.Alm disso, o optoacoplador (U2) tambm danificou-se, provavelmente por causa de U1. Na figura 7, podemos ver o diagrama interno do UC3843. Pode-se inferir que U1 causou a queima de U2 pela linha interna de Vcc (pino 7). Como entrou 300V no pino 6, que tem um transistor ligado diretamente a Vcc, isto talvez tenha causado a queima de U2, mas mera suposio. O prprio chip, internamente, devido ao tamanho e/ou aquecimento interno, pode ter levado a tenso adiante e queimado U2.Continuando pela nossa trilha de falha, estes componentes queimados apresentam, ento, uma carga muito grande para a ponte retificadora BR1 e ela queima. Da o fusvel abre, s para no pegar fogo em tudo, pois o estrago j est feito. O tempo decorrido entre a queima de Q1 e a abertura do fusvel , certamente, menor do que meio segundo.Esta linha da raciocnio foi a mais plausvel para esta fonte e d uma vaga ideia do tipo de defeito que ocorreu. Mas so hipteses, no certezas. Cada caso (e circuito) tem que ser analisado detalhadamente e a abordagem poder ser feita de outra maneira.O que foi trocadoA fonte s conseguiu ser revivida aps trocar mais 3 componentes: um diodo zener, o integrado de chaveamento e o optoacoplador. Segue a lista de todos os componentes queimados esquerda est a referncia de cada pea, escrita na placa de circuito impresso: FUSE fusvel 2A; BR1 ponte retificadora KBP206G; Q1 transistor MOSFET de chaveamento SW7N60; R3 resistor de supridouro, de filme metlico, 0,33 ohm 2W; U1 integrado de chaveamento KA3843 ou UC3843; ZD1 zener 18V; U2 optoacoplador PC817.Ofusvelsubstituto (FUSE) verde, com formato parecido com um resistor (figura 8). Ele do tipo rpido (F). O ideal, nestas fontes, seria um fusvel tipo T, que tem um certo retardo at queimar. Isto evita que ele danifique-se no momento da carga do capacitor C1. Mas como o valor deste capacitor baixo (22uF) e a fonte tem um termistor na entrada, que tambm alivia o pico inicial de corrente, o fusvel foi mantido igual.

Figura 8 Fusvel 2A F.Aponte retificadoraBR1 um componente comum em fontes de PC, onde costumam ser mais robustas, pois manejam mais potncia. Se a forma e a distncia entre os terminais for semelhante, pode ser montada sem problemas. Apenas deve-se atentar para a polaridade.No de bom alvitre guiar-se pelo chanfro do encapsulamento, pois pontes retificadoras mais antigas, como as da Semikron, tinham a marca para o plo negativo, o inverso das atuais. Para exemplificar, no canto superior esquerdo da figura 9, est a ponte retificadora da Semikron e logo abaixo, a original da fonte. As pontes ali mostradas operam entre 2 e 4A, sob tenses de 600 a 1000V, exceto a verdinha BY164 [6], que para 1,5A, 80VCA e fontes lineares.A KBP206G pode suportar at 2A e 600V [7]. Ela foi trocada por outra ponte de 2A e 800V, a PBS208GU, mas no foi possvel descobrir algum datasheet.

Figura 9 Pontes retificadoras diversas.Otransistor MOSFETde chaveamento Q1 era o Samwin SW7N60. Se for absolutamente impossvel colocar um MOSFET igual ao original, necessrio atentar para algumascaractersticas importantes ao escolher um substituto, como foi nosso caso. O transistor poder ter, eventualmente, alguns parmetros melhores, mas nunca diferentes demais, pois poderia precisar de ajustes em outros componentes da fonte.Apesar destes cuidados, h tambm imprecises dos fabricantes. Encontramosdatasheetsdiferentes para o mesmo transistor SW7N60. Em Semipower [8], a folha de dados est na reviso 3.0, ao passo que odatasheetproveniente de Dianyuan [9], est na reviso 0.2. Comparando-se os dois documentos, so encontradas vrias caractersticas desiguais, o que faz pensar que os transistores no seriam os mesmos. Ser utilizada a verso mais recente como referncia, quando no houver comentrio especificando isto.Ento, o SW7N60 maneja at 7A sob 600V e tem umaRdsmxima de 1,3 ohm (ou 1 ohm, conforme odatasheetda reviso 0.2 [9]).RdsouRds(on) a resistncia entre dreno e supridouro que o transistor apresenta quando est conduzindo. Na prtica, quanto menor esta resistncia, menos o transistor aquecer, pois haver menos queda de tenso entre o dreno e o supridouro. Tenses de trabalho mais altas geralmente implicam emRdsmaior.Para escolher o novo componente, foi definido que a tenso de trabalho (Drain to Source Voltage Vdss) deveria ser a mesma, a corrente de dreno (Id) deveria ser igual ou maior, eRdsdeveria ser igual ou menor. Obviamente, tambm deveria ter o mesmo encapsulamento isolado (TO-220F).O transistor encontrado na sucata, que preencheu os requisitos, foi o 2SK3569. Ele temVdssde 600V, maior capacidade de corrente (Id=10A) e menorRds(0,54 ohm), conforme a Toshiba [10]. Mas h mais alguns detalhes a observar, para podermos aceit-lo como equivalente.Por exemplo, a tenso de porta mnima (Gate Threshold Voltage Vgs(th) ou Vth) para faz-lo conduzir. O substituto deve ter este limiar de disparo semelhante ao transistor anterior, ou muito prximo disso. O original disparava entre 2 e 4V, o mesmo que o 2SK3569. Mas, no datasheet da verso 0.2 do SW7N60 [9], consta umVthentre 2 e 5V.A diferena no muito grande, pois os dois conseguem ser ativados por nveis lgicos. Pode haver alguma alterao no incio da conduo, mas os valores, em princpio, esto dentro da tolerncia dos transistores e so pequenos o suficiente para o circuito compensar. Mas se colocssemos no lugar um MOSFET que necessitasse tenses mais altas para chavear, o circuito poderia no funcionar.Outra questo a capacitncia de entrada (Ciss), que no SW7N60 era de 960pF (mnimo) e no substituto 1500pF. Diferenas neste valor resultam no atraso ou adiantamento do acionamento do MOSFET e podem comprometer a eficincia do circuito. Na verso antiga da ficha tcnica do SW7N60, consta 1500pF.Os tempos de chaveamento indicam at qual frequncia o componente pode ser utilizado. So definidos com 4 parmetros. Os valores direita de cada item referem-se ao MOSFET original e substituto, respectivamente: O tempo de retardo at o incio da conduo (Turn-on Delay Time Td(on) ou Ton): 15 a 50ns, contra 50ns; O tempo de subida (Rise Time tr): 30 a 80ns, contra 22ns; Tempo de retardo no desligamento (Turn-off Delay Time Td(off)ouToff): 100 a 150ns, contra 36ns; Tempo de decaimento (Fall Time tf): 38 a 100ns contra 180ns.Nota-se que o 2SK3569 mais veloz, perdendo apenas no tempo de decaimento. Quando montado na fonte, o transistor pareceu aquecer-se, mas ainda no foram feitos testes conclusivos, nem possvel a comparao com o anterior. Em princpio, tudo funcionou adequadamente.Como curiosidade, na excelente pgina da Elektroda [11], h um esquema de uma fonte Dell, utilizando o 2SK3569. O stio em polons, mas tem opo em ingls. Deve-se estar logado para acessar os arquivos.Oresistor de supridouro(ouresistor sensor) R3 era, originalmente, de 0,33 ohm. Como no havia outro resistor idntico, de filme metlico, foi colocado um de 0,39 ohm. Este resistor vai ligado ao pino 3 do UC3483 e tem a funo de informar a corrente que passa pelo MOSFET. A tenso sobre o resistor monitorada constantemente e deve ficar dentro de um limite mnimo e outro mximo. Quando ultrapassados estes limites, o circuito de chaveamento modifica a forma de onda de chaveamento do MOSFET, compensando a falta ou o excesso de energia.A consequncia de utilizar um resistor de valor mais alto como sensor de corrente a reduo da potncia disponvel pela fonte (em torno de 18%). Mas isto tambm poder proteger o equipamento e evitar nova queima. Se houvesse necessidade de toda a potncia, poderia ser colocado outro resistor de 2,2 ohm em paralelo com R3, o que manteria o valor original do resistor (0,33 ohm). Mas por segurana, considero melhor utilizar um s componente como resistor sensor, que ir queimar rapidamente, caso ocorra uma sobrecarga.Ocircuito integradocom a lgica de chaveamento U1 o bem conhecido KA3843, ou UC3843. A denominao original Switch Mode Power Supply (SMPS) controller. O modelo utilizado nesta fonte tem 8 pinos, em formato DIL (Dual In Line) e vrios fabricantes o produzem. Ele trabalha com frequncia fixa e sua folha de dados est nas referncias [12], [13] e [14].H tambm extensa documentao para o dispositivo, proveniente da Texas [15]. Nestas notas de aplicao, h um projeto de fonte de 25W, muito semelhante a este com que trabalhamos.E no Blog PWM [16], h vrias aplicaes para o UC4843, como carregador de baterias, elevador de tenso e fonte a 80KHz.Odiodo zenerZD1, de 18V, foi substitudo por outro de mesma tenso e potncia (18V 0,25W).Ooptoacoplador(ou isolador ptico) U2, por sua vez, figurinha fcil: o PC817 [17]. encontrado em praticamente todas as fontes chaveadas: carregadores de celulares, aparelhos de DVD e CD, alm das fontes de notebooks e PCs.Pela quantidade de peas queimadas, obviamente que o tempo gasto no compensaria o conserto, ainda mais considerando o custo das peas. Mas os componentes aqui utilizados vieram todos da sucata, exceto o fusvel. Para uso particular, ou para compreender o funcionamento, pode valer o esforo.Os componentes opcionais da fonteNa figura 10, tem-se uma viso geral da placa da fonte, j consertada. Nota-se que faltam vrios componentes, tanto no estgio primrio, quando no secundrio. Estas peas melhoram a qualidade da fonte, mas, se no existirem, no a impedem de funcionar. So componentes dedicados filtragem contra interferncias eletromagnticas (IEM), alm de incrementar a proteo ao usurio e ao prprio equipamento.A placa tem espao reservado para estas peas, que s so montadas pelos fabricantes quando obrigados por normas de desempenho. Como na Europa, que tem requisitos relativamente severos de compatibilidade eletromagntica (EMC ElectroMagnetic Compatibility) para os equipamentos eletrnicos vendidos por l.Nos pases emergentes, que no conseguem efetivamente controlar o comrcio irregular, ou onde no h uma clara definio da obrigatoriedade, ocorrem estas economias, em que todos saimos perdendo menos a indstria.Alm de no empregarem estes filtros IEM na quantidade necessria, os fabricantes projetam os circuitos para extrair o mximo de cada componente, de forma a otimizar os custos. So produtos baratos, mas frgeis, pois no costumam aguentar uma sobrecarga qualquer, j que as tolerncias a falhas so muito pequenas. E so equipamentos geradores de rudos eletromagnticos.Alis, se tivssemos que escolher entre duas fontes aparentemente idnticas, muito provavelmente a melhor seria a que tivesse mais componentes, e portanto seria mais pesada. que os filtros e protees sempre adicionam alguma massa ao equipamento, pois so relativamente grandes e utilizam bastante cobre e ferrite.

Figura 10 Placa da fonte vista de cima, j consertada, onde se nota a falta de vrios componentes para filtragem de interferncias.

Figura 11 Diagrama esquemtico do que foi encontrado e o que deveria ter na fonte chaveada.

Figura 12 Vista superior da placa da fonte, com destaque para o estgio primrio (entrada de rede CA).

Figura 13 Vista superior da placa da fonte, com destaque para o estgio secundrio (sada da alimentao).Na figura 11, divididos em 4 desenhos, so mostrados os componentes de filtragem contra IEM. Nos 2 desenhos de cima, esto os circuitos idealizados, que poderiam estar implementados na placa. Abaixo, os outros 2 desenhos indicam o que o fabricante montou. O circuito de filtragem do primrio est no lado esquerdo e na direita, os componentes do estgio secundrio (sada de alimentao).Vemos que faltam, no lado primrio (figura 12): R1, CX, LF1, ZVR, CY1 e CY2. O termistor (NTC) e o fusvel (FUSE) foram montados em locais diferentes do projeto.No secundrio, esto ausentes L2 e C10 (fig. 13), e R20 est posicionado no lugar de C10.Porque so necessrios filtros eletromagnticosToda fonte chaveada causa interferncia eletromagntica. Isto inerente a elas por causa, principalmente, do chaveamento da tenso de entrada e da retificao da sada. Estas interferncias ficam concentradas especialmente na frequncia de trabalho da fonte, que, conforme o projeto, vai desde o final da faixa audvel at poucas centenas de KHz.Mas as interferncias estendem-se at alguns MHz, por causa das trocas de estado dos semicondutores, que entram em conduo ou bloqueio em tempos muito curtos, na casa dos nanossegundos [18].Estes sinais indesejados podem ser bastante atenuados com a utilizao de componentes de filtragem. Filtros passivos, que so utilizados na maioria dos equipamentos, so compostos por capacitores e indutores, principalmente.O indutor tende a bloquear as altas frequncias que passam por ele, ao passo que o capacitor transparente a elas. Como um tem o comportamento oposto do outro, a associao deles forma filtros com boa eficcia.Colocando-se uma bobina em srie e um capacitor em paralelo com a entrada da rede eltrica, por exemplo, temos um filtro LC para atenuar as altas frequncias vindas da rede eltrica para a fonte, bem como as geradas na fonte, em direo rede eltrica.Obviamente, um bom filtro mais complexo do que um simples circuito LC. No pretendo aprofundar a abordagem dos filtros contra IEM, isto ser tratado separadamente em futuro post, pois o assunto extenso.Mas eles deveriam estar presentes em qualquer equipamento com fonte chaveada. Inclusive nos modelos de baixo consumo, pois cada produto contribui com sua pequena parcela para o total de poluio eletromagntica ou Electrosmog ver referncia 19].Para quem quiser um bom material de consulta sobre filtragem eletromagntica, interessante ver o material disponibilizado pelos professores j citados, Jos Antenor Pomilio [1] e Armando W. Cavero Miranda [4].Colocao das peas faltantesVoltando nossa fonte, os componentes que faltavam foram montados com peas retiradas de uma sucata de outra fonte de notebook, de potncia semelhante e alta qualidade, e estavam bem preservados. Todos foram testados antes da montagem.Apesar da inteno de reduzir as interferncias, nem sempre a utilizao de componentes de outras fontes dar totalmente certo. Ocorrer alguma diminuio dos sinais interferentes, mas se os filtros fossem calculados, seria possvel aumentar sua eficcia.A razo que, se o equipamento sucateado do qual foram retiradas as peas, utilizava uma frequncia maior do que a frequncia de chaveamento da fonte sob conserto, os seus filtros tinham como foco suprimir frequncias alm da frequncia atual de trabalho. A troca, pura e simples, reduz a capacidade de supresso de interferncias, mas melhor que nada. Vejamos a lista dos itens colocados na fonte.No primrio: CY1 e CY2 2nF/2kV capacitores tipo Y, que escoam para o aterramento surtos de tenso; CX 100nF/275VCA capacitor tipo X2, que montado em paralelo com a entrada de CA, e bloqueia a passagem de RF; R1 resistor 330K ohm. Utilzado para descarregar CX; ZVR varistor 275VCA limitador de tenso. Apresenta-se como um circuito aberto at a tenso de trabalho. Acima desta tenso que caracteriza uma sobrecarga transforma-se em um curto-circuito, causando a queima do fusvel (e do prprio varistor); LF1 bobina com dois enrolamentos independentes, cada um ligado em oposio, em srie com a entrada da rede eltrica. um filtro de esprios de CA (LF1), que deixa passar livremente a tenso CA (de baixa frequncia) e atenua as frequncias altas.No secundrio: capacitor C10, que deveria ser igual a C9 (1000uF/35V, classe 105C), mas por falta de espao foi colocado um de 220uF/35V; bobina L2, que forma um eficiente filtro(Pi, a letra grega) com C9 e C10, muito eficiente na remoo de sinais esprios. Esta bobina tambm chamada de choque de RF. A palavra original inglesa (choke) e significa abafar, silenciar, sufocar, obstruir.O termistor (NTC) e o fusvel (FUSE), foram realocados para os lugares corretos. Observar, na figura 14, que o resistor R1 fica embaixo de CX. A figura 15 mostra o estgio primrio com todos os componentes de filtragem eletromagntica.O resistor R1 imprescindvel, pois descarrega CX aps retirar-se o plugue da tomada. O valor foi definido para que, com menos de um segundo depois do desligamento, a tenso sobre o capacitor fique muito baixa, evitando choques eltricos no plugue de entrada.No secundrio, pode-se comparar as figuras 13 e 16, que mostram o antes e o depois da colocao das peas.

Figura 14 Colocao das protees ver R1, que ir ficar embaixo de CX.

Figura 15 Estgio primrio com protees colocadas.

Figura 16 Estgio secundrio, aps a insero da bobina e do capacitor.Infelizmente, no foi possvel fazer uma bateria de testes, que mostrassem o que e quanto a fonte melhorou aps estas modificaes. Numa prxima oportunidade, pretendo fazer um teste completo de uma fonte de PC e poderei demonstrar o antes e o depois.O funcionamento do secundrio da fonteUma coisa que chamou a ateno para esta fonte foi a possibilidade de variar sua tenso de sada, de maneira simples, numa arquitetura de fonte chaveada. Inclusive, foi o motivo para escrever este artigo, pois um circuito com muitas utilidades.Na figura 17 aparece o secundrio desta fonte. O primrio foi mostrado mais acima (figura 6). Agora, interessa saber o funcionamento deste estgio.

Figura 17 Esquema do secundrio de fonte chaveada multitenses.Se a tenso de sada diminui por causa da carga, esta informao deve chegar ao estgio de chaveamento, pois o consumo aumentou e h necessidade de mudar o ciclo de trabalho (alargar os pulsos de chaveamento). Se a carga diminui, aumentando a tenso de sada, vale o inverso.Este mtodo mais eficiente quando a monitorao da tenso feita mais prxima da carga (ponto de sada da alimentao). A informao , ento, retornada ao estgio primrio. O circuito responsvel por isso exerce a funo de realimentao (oufeedback). interessante lembrar que, em princpio,toda fonte chaveada tem estabilizao. Alis, toda fonte chaveada que tem alguma espcie de realimentao. O circuito de realimentao equilibra o comportamento da fonte em torno de uma corrente ou tenso de sada pr-determinada.

Figura 18 Simbologia, diagrama de blocos e encapsulamentos do TL431. Fonte: On Semiconductor [21].

Figura 19 Circuito comparador de tenso, com compensao de temperatura. Fonte: On Semiconductor [21].Nesta fonte que consertamos, a realimentao produzida peloTL431, denominadoReferncia Programvel de Preciso, conforme a Texas Instruments [20]. Este componente, quando sob encapsulamento TO-92, parece um transistor, pois tem somente 3 terminais (figura 18). Ele tornou-se comum em fontes de alimentao, j que fornece uma referncia precisa para o controle da tenso de sada.Nas notas de aplicao referncias [21], [22] e [23] tambm so encontrados outros usos do componente, como fonte de corrente de preciso ou at amplificador! A figura 19 mostra a configurao bsica como comparador de tenso, a mesma utilizada na fonte.No esquema da figura 17, percebemos que o TL431 (U3) recebe no pino 1 (referncia) a tenso de sada da fonte, atravs do divisor de tenso formado por R19 e R21. Esta tenso transformada, proporcionalmente, em corrente atravs dos pinos 3 e 2 (shunt). Conforme odatasheet[20], o TL431 pode drenar entre 1 e 100 mA no pino 3. O pino 2 o ponto comum, ou linha de 0V. Trocando em midos, o pino 3 do TL431 modula, conforme a tenso de referncia presente no seu pino 1, a corrente do LED do optoacoplador U2.Por sua vez, U2 isola galvanicamente o primrio do secundrio, mas mantm comunicao tica entre os estgios. O brilho do LED interno, ligado ao secundrio, modula a conduo do transistor do optoacoplador, ligado ao estgio primrio. L, U1 (UC3843) interpreta esta informao e modifica o comportamento de sua sada (pino 6), ligada diretamente ao transistor MOSFET de chaveamento. Mas isso outra histria. Para quem quiser aprofundar-se no conhecimento do UC3843, consultar as referncias [24], [25] e [26].Como mudar a tenso do secundrioA polarizao feita pelo divisor de tenso de R19 e R21, junto ao pino 1 do TL431, alterada atravs de uma chave seletora de 7 posies que, conforme a tenso escolhida, coloca um resistor em paralelo com R21. O valor resultante da associao faz o TL431 mudar a referncia da alimentao para o primrio e, consequentemente, a tenso da sada. A posio de 12V no utiliza resistor na chave seletora.Foi montada uma tabela comparativa entre as tenses de sada e os resistores associados.Seguindo da esquerda para a direita, as colunas indicam a tenso nominal, a tenso medida na sada e o valor da associao que se apresenta sobre R21.Tabela 1 Tenso de sada estimada e real, com referncia ao valor final de R21.Tenso nominalTenso real (V)Valor em R21

12 V12,53k0

15 V15,62k24

16 V16,62k07

18 V18,61k82

19 V19,81k68

20 V20,51k8

24 V24,41k33

A chave seletora, alm de modificar o divisor de tenso de U3, tambm indica visualmente sua posio, atravs da energizao do LED correspondente tenso escolhida. Assim, o invlucro da fonte tem 7 LEDs indicadores em linha, como se nota na figura 20.

Figura 20 Detalhe da tampa da fonte, com os LEDs indicadores da tenso de sada.Notas finaisPara quem quiser observar melhor o esquema da fonte chaveada, aqui encontrar o arquivo em PDF completo, com 3 pginas:FonteChaveada-12-24V-CompletaCorrUm detalhe, que foi observado nesta fonte, foram os grnulos de oxidao espalhados por toda a superfcie da placa. Nada indica que os pontos de xido tenham vindo do meio externo. O mais provvel que a parte metlica da chave seletora oxidou pois a nica pea que fica prxima a uma abertura externa e a sujeira tenha se espalhado internamente. O equipamento era utilizado em rea litornea.Mais uma vez, a qualidade dos componentes fica evidente quando expostos a condies mais rudes. uma caracterstica que no se percebe ao comprar o produto, s podemos confiar na reputao da loja.