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Fonte de Alimentao ATX - Uma V

Fonte de Alimentao ATX - Uma Viso Geralpor Marcelo Teixeira ltima modificao 23/07/2006 04:13 Se h um componente que absolutamente vital para a operao de um computador, este componente a fonte de alimentao. Sem ela, o computador apenas uma caixa inerte. Ela converte corrente alternada (CA) em corrente contnua (CC) necessria para o funcionamento do microcomputador. Neste artigo, iremos discutir como fontes de alimentao de PCs funcionam, seus principais conectores e o que a classificao de potncia em watts significa.

A Fonte de AlimentaoEm um PC, a fonte de alimentao uma caixa metlica normalmente encontrada em um canto do gabinete. A fonte de alimentao visvel na parte de trs de muitos microcomputadores porque ela contm os encaiches para os cabos de alimentao e um ventiladorzinho de refrigerao conhecido por fan.

Esta uma fonte de alimentao removida do gabinete. A chave pequena vermelha serve para selecionar a tenso 110/220V, o plug de 3 pinos serve para ligar o cabo que vai na tomada e o orifcio maior ocupado pelo fan.Pgina 1

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O interior de uma fonte de alimentao. Fontes de alimentao, tambm conhecidas como "fontes de alimentao chaveadas", usam uma tecnologia de chaveamento para converter tenso alternada em tenso contnua. As tenses de sada tpicas fornecidas so: 3,3 volts 5 volts 12 volts Tenses de 3,3 e 5 volts so tipicamente usadas pelos circuitos digitais, enquanto 12 volts usado para funcionar motores de drives de disco e ventiladores. A principal especificao de uma fonte de alimentao sua potncia em watts. Um watt o produto da tenso em volts pela corrente em amperes. Atualmente voc liga o PC por meio de um pequeno boto, e voc desliga a mquina pelo menu de opo do sistema operacional. Estas caractersticas foram adicionadas ao padro das fontes de alimentao j faz alguns anos. O sistema operacional envia um sinal para a fonte de alimentao que diz para ela desligar. A fonte de alimentao tambm tem um circuito que fornece 5 volts, chamado VSB para "tenso de espera" inclusive enquanto ela est "desligada", de forma que o boto a ligar ao ser pressionado e enviar o sinal.

Tecnologia de ChaveamentoAntes de 1980 as fontes de alimentao tendiam a ser pesadas e volumosas. Elas usavam transformadores grandes e pesados e capacitores enormes (alguns to grandes quanto latas de refrigerante) para converter tenso da rede a 120 volts e 60 hertz em tenso contnua de 5 volts e 12 volts. As fontes de alimentao chaveadas usadas atualmente so muito menores e mais leves. Elas convertem a correntePgina 2

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de 60-hertz (Hz, ou ciclos por segundo) para uma freqncia muito mais alta, significando mais ciclos por segundo. Esta converso permite que um transformador pequeno, de peso leve, seja usado na fonte de alimentao para baixar a tenso de 110 volts (ou 220 em certos locais) para a tenso necessria ao componente de computador particular. A corrente alternada de alta freqncia provida por uma fonte de alimentao chaveada tambm mais fcil de ser retificada e filtrada quando comparada tenso de 60-Hz original, reduzindo as variaes na tenso para os componentes eletrnicos sensveis existentes no computador.

Nesta foto voc pode ver trs pequenos transformadores (amarelos) no centro. esquerda h 2 capacitores eletrolticos. As peas de alumnio largas so dissipadores de calor. O dissipador de calor a esquerda tem transistores presos a ele. So estes transistores que fazem o chaveamento - eles provm alta freqncia aos transformadores. No dissipador de calor da direita h diodos que retificam o sinal de corrente alternada e os transformam em corrente contnua. Uma fonte de alimentao chaveada puxa somente a potncia de que precisa da rede eltrica. As tenses e correntes tpicas providas por uma fonte de alimentao so mostradas no rtulo da mesma

Rtulo de uma fonte de alimentao de microcomputador.

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Padronizao das fontes de alimentaoCom o passar do tempo, houve pelomenos seis diferentes padres de fonte de alimentao para computadores pessoais. Recentemente, a indstria concordou em usar o padro baseado nas fonte de alimentao ATX. Esta por sua vez uma especificao de indstria que significa que a fonte de alimentao tem as caractersticas fsicas para ajustar em um encapsulamento ATX padro e as caractersticas eltricas para trabalhar com uma placa me ATX. Os cabos de fontes de alimentao de PCs usam conectores que tornam difcil a ligao errada da fonte ao componente. Os fabricantes de fan tambm freqentemente usam os mesmos conectores que os usados nos cabos de drives de disco, permitindo que um fan obtenha os 12 volts facilmente. Fios de cores codificadas e conectores de padro industrial tornam possvel que o consumidor tenha muitas escolhas para a substituio da fonte de alimentao.

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Conector principal de alimentao da placa meO conector principal que liga a placa me fonte ATX o Molex 39-29-9202 (ou equivalente) de 20 pinos, conector estilo ATX (veja figura abaixo). Primeiramente usado na fonte de alimentao ATX, tambm usado na forma SFX ou qualquer outra variao baseada na ATX. As cores para os fios listados na tabela abaixo so as recomendadas pelo padro ATX; porm, elas no so requeridas para complacncia especificao, assim elas podem variar de fabricante para fabricante.

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Padro de cores dos fios do conector principal de alimentao Pino Cor Tenso Pino Cor Tenso 1 Laranja +3,3V 11 Laranja +3,3V 2 Laranja +3,3V 12 Azul -12V 3 Preto GND 13 Preto GND 4 Vermelho +5V 14 Verde PS_On 5 Preto GND 15 Preto GND 6 Vermelho +5V 16 Preto GND 7 Preto GND 17 Preto GND 8 Cinza Power_Good 18 Branco -5V +5VSB 9 Roxo 19 Vermelho +5V (Espera) 10 Amarelo +12V 20 Vermelho +5V

Conector de alimentao auxiliarCom o avano da tecnologia das placas mes e processadores, a necessidade de potncia ficou maior. Em particular, foram projetados chipsets e DIMMs para funcionar em 3.3v, aumentando a demanda de corrente naquela tenso. Alm disso, a maioria das placas incluem reguladores de tenso na CPU para converter +5v nos nveis de tensoPgina 6

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sem igual requeridos pelos processadores que a placa suporta. Eventualmente, as altas demandas de corrente nas sadas de +3.3v e +5v estavam provando ser muito para o nmero e medida dos fios usadas. Conectores derretidos estavam se tornando mais e mais comuns com o aquecimento excessivo dos fios. Finalmente, a Intel modificou a especificao de ATX para somar um segundo conector de alimentao para as placas mes de padro ATX. O critrio era que se a placa me precisasse mais que 18A de +3.3v de potncia, ou mais que 24A de +5v de potncia, um conector auxiliar seria definido para levar a carga adicional. Estes nveis mais altos de potncia normalmente so necessrios em sistemas que usam de 250 watt a 300 watt ou mais. Este um conector de tipo Molex de 6 pinos (veja figura abaixo). feito para prevenir desencaixe.

Padro de cores dos fios do conector auxiliar de alimentao Pino Cor Tenso Pino Cor Tenso 1 Preto GND 4 Laranja +3,3V 2 Preto GND 5 Laranja +3,3V 3 Preto GND 6 Vermelho +5V Se sua placa me no tem encaixe para um conector auxiliar, porque ela no foi projetada para consumir uma grande potncia, e o conector auxiliar da fonte de alimentao pode ser deixado desconectado. Se sua fonte de alimentao de 250 watts ou mais, voc deveria assegurar que exista este conector e que sua placa me seja capaz de aceit-lo. Pois o conector auxiliar alivia a carga no conector de alimentao principal.

Conector ATX12VA alimentao do processador vem de um dispositivo chamado mdulo regulador de tenso (Voltage Reguler Module - VRM) que construdo na maioria das placas mes modernas. Este dispositivo sente as tenses requeridas pela CPU (normalmente por pinos do processador) e se calibra para prover a tenso para funcionar a CPU. O desenho de um VRM permite que a tenso de entrada seja de 5v ou 12v. A maioria usou 5v durante anos, mas muitos esto convertendo agora para 12v por causa das mais baixas exigncias de corrente quela tenso. Alm disso, os 5v j poderiam ser carregados atravs de outros dispositivos, considerando que, tipicamente, s motoresPgina 7

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usam os 12v. Se o VRM em sua placa usa 5v ou 12v depende da placa me particular ou do desenho do regulador. Muitos reguladores de tenso modernos so circuitos integrados projetados para funcionar com entrada entre 4v e 36v, assim cabe ao desenhista da placa me planejar como eles sero configurados. Embora a maioria dos projetos de VRM de placas mes desde o Pentium III ao Athlon/Duron usem reguladores de 5 volts, h uma transio para usar reguladores de 12v. Isto ocorre porque a tenso mais alta reduzir a corrente significativamente. Como um exemplo, usando a mesma CPU AMD Athlon 65W 1GHz, voc obtm menos corrente com os vrios nveis de tenso mostradas na tabela abaixo. Potncia Tenso Corrente Corrente a 75% de eficincia do regulador 65W 1,8V 36,1A 65W 3,3V 19,7A 26,3A 65W 5,0V 13,0A 17,3A 65W 12,0V 5,4A 7,2A Como voc pode ver, usando 12v para alimentar o chip resulta em apenas 5.4A de corrente, ou 7.2A assumindo 75% de eficincia por parte do regulador. Assim, modificar o circuito VRM da placa me para usar os +12v de alimentao parecia simples. Infelizmente, o desenho padro ATX 2.03 de fonte de alimentao tem apenas uma nica sada de +12v no conector de alimentao principal. O conector auxiliar no tem nenhuma sada de +12v, de forma que no h nenhuma ajuda para a modificao. Saindo acima de 8A de um nico fio de 18ga. que prov +12v de alimentao placa me uma receita para um conector derretido. Para aumentar a alimentao em +12v na placa me, a Intel criou uma nova especificao ATX12V. Ela soma um terceiro conector d