fontes de alimentação

Fontes de alimentação I Introdução Circuitos básicos de fontes Filtros Fontes estabilizadas Características das fontes estabilizadas

1-) Introdução (início da página)

A maioria dos circuitos eletrônicos requer correntes contínuas para a operação. Aparelhos que usam a rede elétrica precisam de um circuito para converter a tensão alternada para tensão ou tensões contínuas necessárias. Mesmo em aparelhos que usam pilhas ou baterias, pode haver necessidade de conversão da tensão destas para níveis de operação dos circuitos. Uma fonte ideal não deve apresentar perdas, a tensão fornecida deve ser contínua pura, sem ondulações e constante, independente da variação da carga. É evidente que isso não existe na prática, mas a evolução dos circuitos (de fontes ou quaisquer outros) ocorre sempre no sentido da aproximação com o ideal. Nesta primeira página são dadas informações básicas. O propósito é começar a partir dos conceitos mais simples e chegar até aos arranjos mais utilizados nos tempos atuais

Fig 1.1 Observação: transformadores são componentes quase sempre presentes em fontes de alimentação. Nesta página, podem ser representados por qualquer um dos dois símbolos indicados na Figura 1.1 ao lado. Analogamente, indutores podem ser representados por ambas as formas.

2-) Circuitos básicos de fontes (início da página)

O processo fundamental da fonte é a retificação, isto é, a transformação da corrente alternada em contínua. Isto é feito normalmente por diodos, componentes que só permitem a passagem da corrente em uma direção.

Fig 2.1

Na Figura 2.1, o exemplo mais simples de fonte: o transformador reduz ou eleva a tensão da rede para o valor desejado e um único diodo só permite a passagem dos semiciclos positivos. Por isso, chamado retificador de meia-onda. O resultado é uma corrente contínua pulsante, de valor de pico teoricamente igual ao valor de pico da tensão do secundário do transformador. O circuito anterior é pouco eficiente e de elevada ondulação, pois a metade do ciclo não é aproveitada. Na Figura 2.2 um circuito de onda completa, que usa ambos os semiciclos.

Fig 2.2 O secundário do transformador é duplo, com ligação em cascata, devendo cada lado ter a tensão desejada na saída da fonte. A ondulação da corrente de saída é visivelmente menor que a do circuito de meia-onda.

Fig 2.3 O circuito da Figura 2.2 foi o pioneiro, dos tempos em que os diodos eram válvulas termiônicas, que ocupavam considerável espaço e representavam certo custo. É relativamente pouco usado nos dias atuais. Na Figura 2.3, uma ponte de diodos faz o mesmo trabalho de retificação em onda completa sem necessidade de duplo secundário no transformador. A contrapartida é o uso de quatro diodos em vez de dois.

3-) Filtros (início da página)

Os retificadores do tópico anterior fornecem apenas correntes contínuas pulsantes, que são inadequadas para a maioria dos circuitos.

Uma corrente contínua pulsante pode ser considerada a soma de um componente CA e de um componente CC. Ver exemplo na Figura 3.1 à direita: Uma corrente alternada quadrada (linha azul na parte superior) é somada a uma corrente contínua de valor Vm (linha verde no meio). O resultado é uma corrente contínua pulsante (linha vermelha na parte inferior) de valor médio Vm. O seja, o componente CC desloca para cima o componente CA no valor Vm.

Fig 3.1

Fica evidente, portanto, que uma fonte deve dispor de filtro para reduzir o valor do componente CA ao nível aceitável pelo circuito que ela alimenta. O parâmetro para indicar a qualidade da corrente pulsante é chamado fator de ondulação e é dado por r = Vef / Vm #III.1#. Onde Vef é o valor eficaz do componente CA e Vm, valor médio conforme já visto ("r" se deve à palavra inglesa equivalente "ripple"). É claro que o filtro deve reduzir r para o menor valor possível (nulo, no caso ideal). Na Figura 3.2, um filtro simples e bastante usado: um capacitor é colocado na saída do retificador.

Fig 3.2 O componente CA após o retificador (meia-senóide de pico Vp) carrega o capacitor em parte do ciclo e ele se descarrega em outra parte, resultando componente CA de formato perto do triangular, conforme linha azul da Figura 3.3.

Fig 3.3 O fator de ondulação aproximado para o filtro capacitivo é dado por 1 / (2 √3 f R C) #III.2#. Onde f é a freqüência da entrada do retificador e R, a resistência da carga. Isso significa que a ondulação diminui com o aumento do valor do capacitor e aumenta com o aumento da corrente da carga (R menor). E a tensão de saída Vm é dada de forma aproximada por Vp - I / (2 f C) #III.3#. Onde I é a corrente na carga.

Fig 3.4 A Figura 3.4 mostra um filtro LC, isto é, um indutor seguido de um capacitor. E a Figura 3.5 dá a comparação típica da variação da tensão de saída em função da carga para ambos os dois tipos de filtros.

Fig 3.5

Fig 3.6 Notar que, no filtro puramente capacitivo, a tensão decresce linearmente com a carga e, no LC, tende a uma estabilização teórica mas com um menor valor. O arranjo dado na Figura 3.6 à esquerda é uma combinação dos tipos anteriores e bastante utilizado. A ondulação é consideravelmente reduzida pela existência de dois capacitores e a característica de regulação de tensão em relação à corrente de carga é similar à do filtro puramente capacitivo.

4-) Fontes estabilizadas (início da página)

Conforme tópico anterior, o filtro LC apresenta uma região de tensão constante, independente da corrente da carga. Mas isso ocorre apenas em teoria.

Fig 4.1 Se a tensão da rede variar, a saída da fonte também varia, qualquer seja o filtro usado. Transformadores, indutores e diodos polarizados diretamente não têm resistência elétrica nula e, portanto, a tensão da fonte sempre muda com a variação da corrente da carga. Se o circuito alimentado exigir uma tensão razoavelmente constante, um simples filtro não poderá garantir isso. Na Figura 4.1, uma das primeiras técnicas usadas para a estabilização da fonte. Um componente ativo (transistor) é inserido em série com a carga. O diodo zener fornece uma tensão de referência constante dentro da faixa de variação prevista. Essa tensão (constante) e a de saída (supostamente variável) são aplicadas em um circuito controlador, que faz a comparação de ambas e polariza a base do transistor. Se, por exemplo, a corrente da carga aumenta, a tensão de saída tende a diminuir e o circuito de controle ajusta a polarização da base do transistor, fazendo-o conduzir mais e, portanto, restabelecendo o valor anterior.

Fig 4.2 O circuito de controle pode proporcionar outras funções, como o ajuste da tensão de saída e proteção contra sobrecargas ou curtos-circuitos. Na Figura 4.2, exemplo de uma fonte estabilizada e regulável. T1, D1, D2 e C1 formam o conjunto transformador, retificador de onda completa e filtro capacitivo. Q6 é o transistor de potência que controla a saída da fonte. A polarização da sua base é controlada por Q5, de baixa potência como os demais. Q3 e Q4 formam um amplificador diferencial que recebe tensão da saída e a de referência da série de zeners D3, D4 e D5. O coletor de Q3 atua na base de Q5, fazendo a estabilização da tensão de saída, que pode ser ajustada pelo potenciômetro R3. Q2 recebe a queda de tensão em R13 (resistor de baixo valor, em série com a carga) e, junto com Q1, faz uma espécie de limitação de corrente, que pode ser ajustada por R6.

5-) Características das fontes estabilizadas (início da página)

As fontes que operam conforme tópico anterior são chamadas fontes lineares porque o transistor em série com a carga funciona como um regulador aproximadamente linear. Na realidade, ele se comporta com um resistor variável, cujo valor é automaticamente ajustado para compensar as variações da carga. Uma desvantagem deste tipo de construção é potência dissipada no transistor, equivalente ao produto da queda de tensão no mesmo pela corrente. Ou seja, a energia consumida é transformada em calor, reduzindo a eficiência energética. Mas as fontes lineares também têm vantagens: são simples, o fator de ondulação (ripple) é baixo, a característica de regulação é boa, o tempo de resposta a variações da carga é pequeno, geram pouca interferência em outros circuitos. Entretanto, a baixa eficiência, o volume e peso de dissipadores e transformadores motivaram o desenvolvimento de outros tipos de fontes, mais compactas e eficientes.

Fontes de alimentação II

Esta é continuação da série, com exemplo de fonte prática e inversores de freqüência. Exemplo de fonte Conversores de freqüência

Fontes ATX (conector)

1-) Exemplo de fonte (início da página)

A Figura 1.1 dá o circuito da fonte de um monitor de vídeo comercial. Notar que é apenas a parte do chaveamento. Não estão colocadas a retificação da tensão da rede e o restante (filtros, etc) das saídas dos transformadores. É uma fonte dupla. O circuito de baixo (T706, TR703 ...) fornece tensão para o circuito de saída horizontal e o circuito de cima (T702, TR702 ...), fornece tensões para o restante do aparelho. O catodo do led do acoplador ótico 4N25 está ligado às saídas da fonte, não diretamente mas sim através de um pequeno circuito aqui não dado e, por isso, indicado por uma linha tracejada. Assim, ele proporciona a realimentação eletricamente isolada para a modulação dos pulsos a partir da saída, conforme mencionado em itens anteriores. No circuito da parte inferior, TR704 é um pequeno transformador auxiliar que recebe sinal na freqüência do sincronismo horizontal. Os seus pulsos retificados e não filtrados são aplicados no pino 4 de ambos os controladores PWM UC3842. Isto resulta em uma sincronização da varredura horizontal com os pulsos de chaveamento, para evitar interferências indesejáveis.

Fig 1.1 Em muitos monitores de vídeo, o sinal para sincronização é obtido com uma simples espira de um fio isolado em torno do núcleo do transformador de saída horizontal.

2-) Conversores de freqüência (início da página)

Existe uma variedade de tipos de motores elétricos. Em máquinas industriais e similares, o motor de indução trifásico é de longe o mais usado. Isso é conseqüência da sua eficiência e simplicidade: as bobinas que geram os campos magnéticos ficam na parte fixa (estator) e o rotor é apenas uma gaiola condutora com um núcleo de lâminas de aço montadas em um eixo, sem contato elétrico direto. Na prática, as peças que se desgastam são apenas os rolamentos dos mancais. Entretanto, o motor trifásico apresenta uma desvantagem: sua rotação não é (ou melhor, não era) facilmente ajustável. Teoricamente, a rotação é dada por w = 60 f / p, onde f é a freqüência da rede e p, o número de pares de pólos. Na prática, a rotação é um pouco menor devido ao deslizamento do rotor em relação ao campo magnético girante. O número de pólos é uma característica construtiva e, portanto, não ajustável e a freqüência da rede também não é variável. Durante muito tempo, motores de corrente contínua foram usados em aplicações de velocidade variável. Entretanto, eles são mais caros. O rotor tem enrolamentos que recebem corrente elétrica através de coletores e escovas que se desgastam.

Até aqui, foram vistas aplicações da modulação por largura de pulso para fornecer tensões contínuas ajustáveis, isto é, os pulsos têm a mesma polaridade. A Figura 2.1 mostra uma outra aplicação.

Fig 2.1 Os pulsos podem ser positivos ou negativos e uma modulação adequada pode resultar em valores médios que se aproximam de uma corrente senoidal. Microprocessadores e outros circuitos digitais podem produzir seqüências com períodos T ajustáveis, ou seja, pode-se variar a freqüência e, assim, controlar a rotação de um motor de indução. Neste caso, será necessário o ajuste simultâneo da tensão de pico média Vp devido ao efeito da indutância, isto é, se a freqüência aumenta, será preciso uma tensão maior e vice-versa. Equipamentos industriais operam em geral com potências altas em relação à maioria dos aparelhos eletrônicos comuns. A comutação exige portanto semicondutores de potência, cujo alto custo (e também dos microcontroladores) inibiu o emprego até certa época. Atualmente, com a redução relativa dos preços, o uso está bastante disseminado.

A Figura 2.2 dá o diagrama básico de um conversor de freqüência típico. A tensão trifásica rst é aplicada no bloco de entrada E, que consiste do elemento de ligação (chave seccionadora) e elementos de proteção (fusíveis e/ou disjuntores). Os seis diodos seguintes fazem a retificação e o indutor L e o capacitor C atuam como filtro.

Fig 2.2 Os seis transistores à direita, com diodos para prevenir picos de tensões inversas, fazem a comutação PWM, comandada por um circuito lógico indicado como bloco. Notar que cada fase contém dois transistores em oposição de polaridades. Isso permite aplicação de pulsos positivos ou negativos conforme figura anterior. A chave S (simbolizada mecânica por clareza. Normalmente é um semicondutor) fica aberta na partida, deixando a resistência R em série para evitar pico de corrente devido à carga do capacitor. É fechada na operação normal. A realimentação ou realimentações (RContr na figura) dependem da aplicação. Por exemplo, pode ser um sensor de rotação do motor para um controle preciso da velocidade. Outro exemplo: um inversor pode ser usado em um motor de uma bomba d'água que alimenta uma rede de consumo variável. Neste caso, seria usado um sensor de pressão na saída da bomba. Se o consumo de água aumenta, a pressão tende a diminuir e o sistema aumenta a rotação do motor para restabelecer a pressão ajustada. Muitas vezes, os conversores trabalham em conjunto com outros elementos de controle, como CLPs, CNCs, etc. E alguém pode perguntar: os motores de corrente contínua ainda têm utilidade em equipamentos de potência? Têm sim. São mais adequados quando há exigência de elevado torque de partida, como tração elétrica (ônibus elétricos, metrôs, empilhadeiras, etc).

3-) Fontes ATX (início da página)

O propósito deste tópico não é dar diagrama de fontes ATX usadas em computadores. Apenas a descrição e tensões dos pinos, o que pode ser útil em caso de reparos.

Fig 3.1

Um diagnóstico simples que pode ser feito com uma fonte ATX é desconectar da placa-mãe, ligar na rede e medir a tensão no pino 8 (power OK, cinza). Se estiver acima de 2 V, provavelmente a fonte está boa e vice-versa. Pino Nome Cor Descrição

1 3,3V Laranja +3,3 V


3 COM Preto Terra

4 5V Vermelho +5 V

5 COM Preto Terra

6 5V Vermelho +5 V

7 COM Preto Terra

8 PWR_OK Cinza Fonte Ok

9 5VSB Violeta +5 V standby

10 12V Amarelo +12 V


12 -12V Azul -12 V

13 COM Preto Terra

14 PS_ON Verde Ligar fonte

15 COM Preto Terra

16 COM Preto Terra

17 COM Preto Terra

18 -5V Branco -5 V

19 5V Vermelho +5 V

20 5V Vermelho +5 V

Guia Fontes de Alimentação (PSU)

Texto escrito por Daniel JS, em 08/03/2005. Publicado originalmente em www.abacate.da.ru.

Agradecimento especial a todos que enviaram sugestões para o aprimoramento deste texto.

Última Atualização em 01/04/2005.

Segundo um artigo divulgado em 3 de Fevereiro de 2005 no site PCStats, a maior causa das "mortes" de computadores, com 26% de ocorrência, é fontes de alimentação de baixa qualidade. Isto nos leva a crer que o pouco caso às fontes não é um problema exclusivo dos usuários e "técnicos" brasileiros. Freqüentemente, no Brasil, encontra-se computadores potentes e grandes consumidores de energia com fontes de baixa qualidade, incapazes de prover a quantidade de energia suficiente para o bom funcionamento do micro. Suponho que por ser um componente sem interação direta com o usuário - ao contrário de um processador e uma placa de vídeo potente, por exemplo - e ser pouco citado entre usuários intermediários e novatos, as fontes de alimentação acabam sendo deixadas de lado na hora de se montar um computador novo ou até mesmo fazer um upgrade, o que é um grande erro. A fonte de alimentação tem uma influência muito maior do que se pensa, na segurança e estabilidade do computador, e por isso deve receber a mesma dedicação que damos ao escolher outros componentes. Neste texto, darei algumas dicas para verificar se sua fonte é suficiente para a configuração em que está instalada, além de outras informações úteis para lhe ajudar a escolher uma fonte de boa qualidade.

1. Qual a função da fonte de alimentação? 2. Potência das Fontes 3. Potência Real 4. Escolhendo uma Fonte 4.1. Como escolher a potência de fonte para meu computador? 4.2. Qual fonte escolher? 4.3 Método "alternativo" para escolha de fonte 5. Diagnóstico de Problemas Relacionados à Fonte 5.1. Sintomas 5.2. Diagnosticando 5.3. As voltagens estão fora da margem de segurança. O que fazer? 5.4. Continuar usando o computador com voltagens fora da margem de segurança, pode causar algum dano? 5.5. Somente uma das voltagens está fora da margem de segurança. Devo trocar de fonte mesmo assim? 5.6. Uma das voltagens atingiu o limite exato do aceitável (12,6V, por exemplo). Devo trocar de fonte mesmo assim? 5.7. Qual fonte escolho? 6. Conclusão

1. Qual a função da fonte de alimentação?

Basicamente é fornecer energia a todos os componentes internos e alguns externos do seu computador, tais como placa-mãe, memória, processador, unidades de disco, mouse e teclado.

Ela recebe a corrente em 110v ou 220v, e transforma esta corrente em voltagens menores (como 12v, 5v e 3,3v), distribuindo em seguida aos componentes do micro.

Se ela estiver sobrecarregada, torna-se-á ineficiente: ao invés de fornecer 12v, poderá fornecer uma voltagem menor, 11,2v por exemplo, o que pode ser crítico ao sistema, causando instabilidade e até danificando permanentemente componentes importantes e caros.

2. Potência das Fontes

A potência das fontes é medido em watts. Quanto maior o número de watts, maior é sua capacidade. Para se ter uma idéia de consumo em watts, um processador Athlon 64 2800+ 1.8Ghz (socket 754) consome cerca de 89 watts de energia com carga máxima. Geralmente os maiores consumidores de energia são os processadores e placas de vídeo modernas, sendo que algumas até exigem conexão direta com a fonte, através de um cabo extra que acompanha o produto.

Um micro típico com uma boa placa de vídeo e um processador moderno, pode exigir cerca de 200w da fonte. Se comparado com a potência nominal de uma fonte comum de 400w, parece pouquíssimo. Só que a potência nominal nem sempre é a potência real. Este é o grande problema.

Fontes genéricas, de baixo custo e "sem marcas" - ou de marcas pouco confiáveis - são produzidas com componentes de baixa qualidade, o que acaba comprometendo a confiabilidade da fonte. A diferença de preço entre uma Seventeam 350w e uma sem marca de 500w não se deve apenas à marca "Seventeam": a qualidade dos componentes desta primeira garante um melhor aproveitamento dos seus 350w, enquanto a sem marca dificilmente será capaz de fornecer os 500w nominais que ela diz oferecer, portanto, apresentará um desempenho muito aquém do esperado. Não existe mágica, uma fonte de 500w nunca iria custar a metade do preço de uma de 350w se esta de 500w fosse de qualidade similar que a de 350w.

3. Potência Real

Nem sempre a potência nominal de uma fonte é equivalente a sua potência real, principalmente em fontes baratas de baixa qualidade. Uma fonte de R$ 45,00 de 500w nominais não tem como ter mais potência que uma de R$ 150,00 e 350w reais.

O Guia do Hardware publicou um tutorial para calcular a potência real das fontes genéricas. Entretanto as informações contida naquele texto vão contra testes reais feitos por mim.

Segundo o site, esta fonte genérica de 500w que tenho aqui, tem potência real de 466W, o que com certeza é um absurdo, visto que esta fonte atingiu 12,9v na linha de 12V em um micro que uma fonte de 350w reais agüentaria tranqüilamente.

Portanto, como é difícil saber a potência real de uma fonte genérica, prefiro sempre por fontes de qualidade, com potência real garantida. Veja o próximo item deste texto para saber como escolher uma fonte de qualidade.

4. Escolhendo uma fonte

Escolher uma fonte para seu computador é algo que deve ser feito com muito cuidado, levando-se em consideração vários fatores: a. A configuração atual do computador, especialmente a respeito do processador e placa de vídeo, e em segundo plano, unidades de disco e outros dispositivos com alto consumo. b. Serão feitos upgrades futuros? Uma fonte que pode agüentar a sua configuração atual poderá não agüentar um novo processador ou placa de vídeo que você planeja comprar. c. A relação custo x benefício. Não vale à pena comprar uma fonte de 500w reais se seu micro nunca exigiria mais do que 250w reais. Não seria nenhum problema utilizar uma fonte de altíssima potência para um micro econômico, porém isso seria um desperdício de dinheiro. 4.1. Como escolher a potência de fonte para meu computador? Existem vários sites com ferramentas para calcular a quantidade de energia que uma determinada configuração pode consumir. Porém todos eles levam em consideração o consumo de pico, ou seja, todos os dispositivos do seu computador sendo utilizados simultaneamente em potência máximo. Portanto, não é uma situação real de uso. Entretanto estas ferramentas servem para se ter uma idéia do consumo de uma determinada configuração, o que já pode servir como base para se escolher uma fonte de alimentação adequada. Além do mais, é melhor ter uma fonte com potência de sobra do que uma que esteja no limite. Para calcular a potência que sua fonte precisaria fornecer, visite http://www.jscustompcs.com/power_supply/ Outro fator que deve ser lembrado, é que mesmo fontes de alta qualidade não fornecem a sua potência real. Digamos que uma fonte de alta qualidade com potência nominal de 350w tem apenas 30% de desperdício de energia, enquanto uma genérica às vezes chega a 60% de desperdício. Equivaleria a uma genérica de 500w que na prática oferece 200w de capacidade. Já uma fonte de alta qualidade fornecerá com segurança uma porcentagem muito maior da sua capacidade nominal do que uma fonte de baixa qualidade. Desenvolvi uma tabela que pode ser ser utilizada caso você esteja muito inseguro quanto a qual fonte escolher. Esta tabela abaixo indica fontes com potência suficiente para cada tipo de

equipamento, com algumas configurações genéricas. Dúvidas, correções e sugestões sobre esta tabela, podem ser enviadas através do meu e-mail de contato (link abrirá em uma nova janela).

Todas as potências de fontes recomendadas na tabela abaixo são de fontes com potência real. Veja o item 4.2 deste texto para conhecer bons fabricantes de fontes com potência real.

Outras Observações importantes: - Caso planeje fazer overclock, leve em consideração que o consumo também irá aumentar. Nesse caso, pode ser necessária uma fonte de maior potência; - Algumas configurações mais modestas podem não necessitar de fontes de tanta potência quanto recomendada - Potência a mais em uma fonte nunca é problema. Se tiver dúvida, opte sempre por uma opção com potência a mais do que você acha que será necessário. - Para saber qual o núcleo do seu processador, utilize o CPU Z [www.cpuid.com]. Certifique-se de usar sempre a versão mais recente, para garantir maior precisão na identificação do seu processador. Veja aqui onde procurar a informação sobre o núcleo do seu processador, utilizando o CPU-Z.

Tipo de Computador Observações Potência

486, Pentium, Pentium MMX, K6, K6-2, e anteriores Configuração típica: placas de vídeo antigas sem aceleração

3D + placa de som + HD 5400rpm + gravador de CD

Micros de consumo muito baixo. Fontes de 300w genéricas dão conta com tranquilidade.

Genérica 300w

Pentium II, Pentium III, Celeron (exceto Willamette, Northwood e Prescott), Pentium Pro, K6-III, Duron até 950Mhz (Spitfire) Configuração Típica: placa de vídeo com aceleração 3D (GeForce4

MX e anteriores) + placa de som + modem PCI + HD7200rpm +

gravador de CD

Micros de consumo baixo/leve. Fontes "genéricas de luxo" como Dr. Hank, Leadership e Maxxtro devem agüentar tranqüilamente.

250w

Duron (Morgan e Applebred), Athlon (K7, K75 e

Thunderbird < 1Ghz)

Configuração Típica: placa de vídeo com aceleração 3D (GeForce

FX5700/Radeon 9600 e anteriores) + placa de som + modem PCI

+ HD7200rpm + gravador de CD/DVD

Consumo leve. No caso de micros Duron e placas de vídeo FX5200/Radeon9200 ou anteriores, fontes "genéricas de luxo" de 400w devem ser suficientes.

250w/300w

Athlon (Thunderbird>1Ghz), Athon XP (todos núcleos), Pentium 4 (Willamette e Northwood), Athlon 64 (Winchester), Sempron (Thoroughbred, Thorton e Barton) e Celeron (Willamette e Northwood) Configuração Típica: placa de vídeo com aceleração 3D (GeForce

FX5700/Radeon 9600 e anteriores) + placa de som + modem PCI

+ HD7200rpm + gravador de CD/DVD

Consumo moderado. Atenção especial a micros de alto desempenho (Athlon XP/Pentium 4 e placas de vídeo robustas), onde 350w pode ser o mínimo necessário.

300w/350w

Athlon 64 (Clawhammer e Newcastle), Athlon 64 FX (Sledgehammer), Celeron-D

Consumo alto. Geralmente configurações com estes

350w/400w

processadores acompanham placas de vídeo de alto consumo, exigindo pelo menos uma fonte de 350w reais, em configurações com placas de vídeo de desempenho médio, 1 HD e 1 unidade de leitura óptica (CD/DVD).

Pentium 4 (Prescott e Gallatin(Extreme Edition))

Consumo altíssimo. Estes processadores apresentam um consumo muito alto, sendo recomendada no mínimo uma fonte de 400w reais. Em configurações um pouco mais robustas, com uma placa de vídeo de alto consumo, 450w reais pode ser necessário.

400w

4.2. Qual fonte escolher? Há várias marcas de fontes de alta qualidade, para todos os gostos e bolsos. Popularmente, entre os "micreiros", dividiu-se as fontes em 3 grupos: 1. Fontes de alta qualidade: São fontes com qualidade e potência garantida. Alguns fabricantes e modelos destacam-se mais do que outros, mas em geral os fabricantes recomendados, no Brasil, são Seventeam, Thermaltake, Enermax, Antec, OCZ, TTGI, Huntkey e outras. Uma relação muito boa de empresas que fabricam fontes recomendadas pela AMD, pode ser visualizada clicando aqui. Atualmente, enquanto atualizo este texto, estou usando uma fonte Atlas SF-400PS 400w reais. Segundo informações obtidas na Internet, esta fonte é do mesmo fabricante da TTGI (Superflower). Segundo informações retiradas do fórum hardMOB, esta fonte Atlas SF-400PS, internamente é idêntica à uma TTGI equivalente, sendo que as diferenças entre elas ficam somente na parte externa. O valor desta fonte é de aproximadamente R$ 230,00 na maioria das lojas. Não posso dizer com exatidão as voltagens que estou atingindo usando ela, pois o sensor da minha placa-mãe não é muito confiável, e no momento não tenho multímetro para testar, mas a princípio ela está agüentando minha configuração (A7N8X-X, Barton2500+, 512MB, FX5200@275/500, 2HDs 7200rpm) tranqüilamente e com apenas 0,2v de variação na linha 12v ao executar o Prime95. 2. Genéricas "de luxo": Popularmente, entende-se por "genéricas de luxo" como fontes de qualidade superior que as "genéricas comuns", mas inferior às "de marca" da lista acima. Possuem um preço muito mais atraente que fontes top e apresentam um desempenho superior às fontes "genéricas comuns". Em muitos casos, principalmente em micros sem overclock e com consumo moderado, podem ser a melhor opção. As mais populares são Dr. Hank, Leadership e Maxxtro. 3. Genéricas: Fontes sem marcas, com marcas pouco conhecidas e preços muito abaixo de fontes de nome. Através de diversas pesquisas realizadas em fóruns brasileiros e internacionais sobre hardware, concluo que a melhor relação custo x benefício geralmente é obtida com fontes Seventeam, populares no Brasil e com um custo mais acessível. Geralmente a melhor opção.

Muitos outros usuários com micros mais modestos têm optado por fontes Dr. Hank, sem reclamações. Pode ser uma boa alternativa para este nicho. Para aqueles que desejam o melhor, as opções mais recomendadas são modelos da TTGI, Antec e Enermax. Minha opinião é que qualquer modelo dos fabricantes citados em "Fontes de alta qualidade", é uma boa opção, muito melhor a qualquer genérica. Informações adicionais: Você pode obter muitas informações boas e recomendações de fontes lendo fóruns sobre hardware, onde os próprios usuários relatam suas experiências com as mais variadas fontes. Outra opção, caso você tenha mais tempo e interesse, é procurar por reviews (resenhas) de fontes pela Internet, especialmente em sites do exterior. Confira alguns links que podem lhe ajudar muito a escolher uma fonte adequada:

Link* Descrição

FórumPCs - Grupo sobre Fontes, Nobreaks e similares

Fórum nacional com bastante informações sobre fontes de alimentação.

Grupo de Hardware da U-BR Lista de servidores disponível em http://u-br.tk. Para maiores informações sobre como acessar newsgroups, veja o FAQ News.

AnandTech: Intel Pentium 4 6xx and 3.73EE

Contém uma tabela interessante com o consumo de alguns processadores modernos (22/02/2005)

AMD Athlon XP Processor System Power Supplies

Fabricantes de fontes de alimentação aprovados pela AMD.

15 PC Power Supply Units - Tom's Hardware

Resenha de 15 fontes de alimentação. O texto é um pouco antigo (22/01/2004), mas como fonte de alimentação não é algo que evoluiu muito em 1 ano, o texto ainda é válido. A maioria das fontes do artigo são difíceis de encontrar no Brasil, por isso para nós o texto vale mais pela curiosidade sobre o assunto.

Atlas SF-400PS e SuperFlower SF-420TS (by Copyman)

Tópico no hardMOB sobre a comparação feita pelo Copyman entre as fontes ATlas SF-400PS e SuperFlower SF-420TS. Segundo usuários do fórum, Copyman é um dos "mais entendidos" no assunto. Vale à pena dar uma olhada.

*Os links não estão em nenhuma ordem especial.

4.3 Método "alternativo" para escolha de fonte Um método nada técnico e bastante questionável para verificar se uma fonte é de qualidade, é analisar o seu peso. Sim, isso mesmo, o seu peso. Diz-se que as melhores fontes possuem componentes de melhor qualidade, mais "controladores de voltagens", mais recursos de proteção e outros itens, o que acaba deixando-as consideravelmente mais pesadas que outras fontes. De fato, verificar se uma fonte é boa pelo peso não é um absurdo completo. Se você tiver

oportunidade, compare o peso de uma fonte Seventeam, Thermaltake, TTGI e outras com o de uma fonte genérica de baixa qualidade e comprovará que as fontes boas são muito mais pesadas que as fontes genéricas. Um exemplo que pude comprovar, foi comparando duas fontes ditas genéricas: Uma Troni 300w e uma outra "marca diabo" de "500w" que veio com o gabinete. A que veio com o gabinete mal agüenta o meu Duron 950, enquanto a Troni mantem as voltagens estáveis sem problemas. A Troni, coincidência ou não, é bem mais pesada que a "marca diabo". A "marca diabo" parece feita de papel e isopor, de tão leve. Já se compararmos a Troni com uma Thermaltake Butterfly 480w e uma Atlas SF-400PS, a Troni fica bem leve. :-) Enfim, este não é um método que deve ser considerado seriamente. Decidi citá-lo aqui mais por curiosidade e por ser bastante comentado entre comunidades de hardware. Afinal, não deixa de ser uma "coincidência interessante" as fontes boas serem mais pesadas que as de baixa qualidade.

5. Diagnóstico de Problemas Relacionados à Fonte

Uma dúvida que talvez tenha surgido com todas estas informações sobre potência real, nominal e fontes genéricas, é se a sua fonte de alimentação é adequada para o seu computador.

Acompanhe os itens abaixo para aprender como diagnosticar esse tipo de problema. 5.1. Sintomas Fontes que não são adequadas à configuração a qual pertencem, geralmente causam os seguintes efeitos no computador: - O computador reinicia durante tarefas com alto nível de exigência do processador e/ou placa de vídeo (jogos é um ótimo exemplo); - O computador se desliga sem mais nem menos; - Instabilidade geral do sistema; 5.2. Diagnosticando Diagnosticar problemas com fonte de alimentação é uma tarefa simples que não exige muito conhecimento por parte do usuário, basta ter os softwares adequados em mãos e saber o que fazer. Você precisará: - Prime95, executando o "Torture Test" no modo "Blend". Veja aqui um tutorial sobre o Prime95 (abrirá em nova janela). - Software para monitoramento de voltagem: Você pode usar os mesmos software indicados no Guia sobre Super Aquecimento do Processador. Recomendo o Motherboard Monitor, SpeedFan ou Asus Probe (se sua placa for da Asus). Você também pode usar o Everest. Veja algumas imagens desses softwares aqui. Utilize somente um software de monitoramento de voltagem por vez, pois um pode interferir no funcionamento do outro resultando em informações imprecisas.

O sensor da placa-mãe pode não ser preciso, gerando leituras absurdas das voltagens. Para maior precisão, recomendo o uso de um multímetro ao invés de softwares de monitoramento. Você encontra este aparelho em eletrônicas, e custa cerca de R$ 30,00 o analógico e R$ 70,00 o digital. Passo 1: Com o Prime95 rodando o "Torture Test" no modo "Blend", abra o seu software predileto para monitoramenteo de voltagens; Passo 2: Observe por alguns minutos se em algum momento as voltagens sofrem variações 5%

para mais ou para menos, ou seja, as voltagens não devem passar dos limites estabelecidos abaixo:

Linha Mínimo Aceitável Máximo Aceitável

+12V 11,4 V 12,6 V

+5V 4,75 V 5,25 V

+3.3V 3,13 V 3,46 V

OBS.: As voltagens do Core variam conforme o processador.

5.3. As voltagens estão fora da margem de segurança. O que fazer? A fonte de alimentação que você está usando não está suprindo a demanda de energia do seu computador. É necessário substituí-la por uma de maior potência e/ou melhor qualidade. 5.4. Continuar usando o computador com voltagens fora da margem de segurança, pode causar algum dano? Além dos possíveis problemas de estabilidade, poderá danificar permanentemente a própria fonte e até componentes mais caros como placa-mãe, processador e unidades de disco. Portanto, é um risco muito grande. 5.5. Somente uma das voltagens está fora da margem de segurança. Devo trocar de fonte mesmo assim? Sim. 5.6. Uma das voltagens atingiu o limite exato do aceitável (12,6V, por exemplo). Devo trocar de fonte mesmo assim? Não é essencial, mas altamente recomendado, já que a fonte está claramente operando no seu limite.

5.7. Qual fonte escolho? Veja o item 4.2 deste texto.

6. Conclusão

Com processadores e placas de vídeo de alto consumo, tornou-se obrigatório investir-se também em uma fonte de boa qualidade, para garantir o bom funcionamento e estabilidade do sistema. Definitivamente, não vale à pena economizar R$ 200,00 em uma fonte de baixa qualidade arriscando um computador 10 vezes mais caro que isso. Mas devido a desinformação de muitos "técnicos", continuamos vendo micros robustos muito instáveis e com grandes chances de se "auto-destruirem", graças às fontes de baixa qualidade usadas por leigos e técnicos despreprados ou mal informados. Contudo, após a leitura deste texto, espero que tenha ficado claro para você a importância deste equipamento ao seu computador, e que este material possa lhe auxiliar na escolha de uma nova fonte de alimentação, se este for o caso, ou a exigir uma de qualidade quando for comprar seu novo micro.

Fontes de Alimentação Autor: Gabriel Torres e Cássio Lima

Última Atualização: 15 de janeiro de 2005 Tipo: Tutoriais

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Introdução

Por se tratar de um dispositivo elétrico, o computador precisa de energia para que todos os seus componentes funcionem de forma adequada. O dispositivo responsável por prover energia ao computador é a de fonte de alimentação. De forma bastante sucinta poderíamos dizer que a principal função da fonte de alimentação é converter em tensão contínua a tensão alternada fornecida pela rede elétrica comercial. Em outras palavras, a fonte de alimentação converte os 110V ou 220V alternados da rede elétrica convencional para as tensões contínuas utilizadas pelos componentes eletrônicos do computador, que são: +3,3V, +5V, +12V, -5V e -12V. A fonte de alimentação também participa do processo de refrigeração, facilitando a circulação de ar dentro do gabinete.

A fonte de alimentação talvez seja o componente mais negligenciado do computador. Muitas vezes, na hora de comprar um computador, só levamos em consideração o clock do processador, o modelo da placa-mãe, a quantidade de memória instalada, a capacidade de armazenamento do disco rígido, e esquecemos da fonte de alimentação, que na verdade é quem fornece o “combustível” para que as peças de um computador funcionem corretamente. Uma fonte de alimentação de boa qualidade e com capacidade suficiente pode aumentar a vida útil do seu equipamento. Para se ter uma idéia, uma fonte de alimentação de qualidade custa menos de 5% do valor total de um micro. Já uma fonte de alimentação de baixa qualidade pode causar uma série de problemas intermitentes, que na maioria das vezes são de difícil resolução. Uma fonte de alimentação defeituosa ou mal dimensionada pode fazer com que o computador trave, pode resultar no aparecimento de bad blocks no disco rígido, pode resultar no aparecimento de erros de GPF e resets aleatórios, além de vários outros problemas.

Nesse artigo falaremos sobre os aspectos que devem ser levados em consideração na hora de comprar uma fonte de alimentação. Você verá que nem sempre uma fonte de alimentação “com mais watts” é a ideal.

Tipos de Fonte

Existem praticamente dois tipos de fonte de alimentação no mercado: AT e ATX. As fontes AT são mais antigas e encontradas com certa dificuldade no comércio. As fontes ATX são utilizadas nos computadores modernos, e podem ser encontradas com relativa facilidade em lojas especializadas em produtos de informática. A diferença básica entre uma fonte de alimentação AT e ATX está relacionada com as tensões que cada uma pode fornecer ao computador. As fontes de alimentação AT são capazes de fornecer as tensões de +5V, +12V, -5V e -12V. Já as fontes de alimentação ATX são capazes de fornecer as mesmas tensões de uma fonte AT (+5V, +12V, -5V e -12V), além da tensão de +3,3V.

As fontes de alimentação AT e ATX também diferem no tipo de conector utilizado para conectar a fonte à placa-mãe. As fontes de alimentação AT possuem dois conectores de seis pinos que devem ser encaixados à placa-mãe de tal forma que os fios pretos fiquem no centro do conector. Já a conexão entre uma fonte de alimentação ATX e a placa-mãe é feita através de um único conector de 20 terminais divididos em duas colunas de dez. O conector da fonte ATX possui um mecanismo que impossibilita que ele seja instalado de forma errada.

Figura 1: Conexão de uma fonte AT à placa-mãe.

Figura 2: Conexão de uma fonte ATX à placa-mãe.

Existe um outro tipo de fonte de alimentação, que na verdade é uma versão aprimorada da fonte ATX, chamada ATX12V. A principal diferença é a presença de um conector adicional de quatro pinos com alimentação de +12V, e um conector de seis pinos contendo alimentação extra de +3,3V e +5V. Placas-mãe para processadores que exigem muita corrente, como é o caso do Pentium 4, utilizam esse tipo de fonte. O uso desse tipo de fonte de alimentação é uma tendência nos computadores modernos.

Figura 3: Conector ATX12V da placa-mãe.

Figura 4: Conectores auxiliares de uma fonte ATX12V.

Existe ainda um outro tipo de fonte de alimentação que será utilizada por placas-mãe padrão BTX e ATX de alto desempenho. Trata-se da fonte de alimentação BTX, que é baseada na ATX. Essa fonte possui um conector de 24 terminais, dividido em duas colunas de doze, e um conector auxiliar de 8 terminais. É possível usar um adaptador para converter uma fonte ATX em BTX e vice-versa.

Figura 5: Diferença física entre o conector de uma fonte ATX (esquerda) e de uma

fonte BTX (direita).

Figura 6: Conector auxiliar de uma fonte de alimentação BTX.

Ventilação

Como comentamos anteriormente, a fonte de alimentação desempenha um papel importantíssimo no processo de remoção de calor do interior do gabinete. Sua função é justamente remover o ar quente existente dentro do gabinete do micro e joga-lo para fora. O fluxo de ar dentro do micro funciona da seguinte forma: o ar frio entra através de ranhuras existente na parte frontal do gabinete. Esse ar é aquecido devido a trocas de calor com outros dispositivos, como o processador, placas de vídeo, chipset, etc. Como o ar quente é menos denso do que o ar frio, a sua tendência natural é subir. Com isso, o ar quente fica retido na parte superior do gabinete. A ventoinha existente na fonte de alimentação funciona como um exaustor, puxando o ar quente desta região e soprando-o para fora do micro. As fontes de alimentação mais robustas possuem duas ou três ventoinhas. Alguns gabinetes têm espaço apropriado para a instalação de uma nova ventoinha na parte traseira do gabinete, o que melhora ainda mais a circulação de ar dentro do gabinete do micro.

Figura 7: Fluxo de ar dentro do gabinete do micro.

O problema da ventoinha da fonte e/ou as ventoinhas extras é o ruído produzido por elas. Em alguns casos o barulho é tão irritante que o simples fato de trabalhar com o computador torna-se algo estressante.

Para resolver o problema do ruído alguns fabricantes introduziram em suas fontes um recurso em que a velocidade de rotação da ventoinha é automaticamente ajustada de acordo com a temperatura da fonte. Quando a fonte não é muito exigida pelo micro, a velocidade de rotação da sua ventoinha é automaticamente reduzida, diminuindo, portanto, a produção de ruído. Existem modelos de fonte em que o controle da velocidade da ventoinha não feito de forma automática, e sim através de uma chave seletora existente na parte traseira da fonte.

Figura 8: Chave seletora da velocidade de rotação da ventoinha da fonte

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 sobretensão na rede elétrica comercial. Alguns dispositivos do micro, em especial o processador, são extremamente sensíveis a variações de tensão. Variações bruscas nas tensões da fonte podem fazer com que o computador trave ou podem até mesmo resultar na queima de algum periférico do micro. O computador pode tolerar certa variação de tensão sem que haja problemas a seus componentes. A tabela abaixo mostra as tensões de saída da fonte, bem como os valores máximos e mínimos tolerados pelo micro.

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

Potência

Fontes de alimentação são classificadas e comercializadas com base na potência máxima que podem ter em 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.

Mas o que realmente vem a ser a potência de uma fonte? O que significa os “300W” de uma fonte de alimentação?

Como comentamos anteriormente, as fontes de alimentação são comercializadas de acordo com a potência máxima produzida por suas voltagens. Uma fonte de alimentação de 300W significa que a fonte pode fornecer ao micro 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. Por exemplo, na tabela abaixo calculamos a potência máxima produzida por uma fonte de alimentação AT de 300W. Note que 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 AT é um pouco maior do que os 300W que ela foi rotulada.

Tensão de Saída Corrente Elétrica Potência Máxima +12V 12A 12 * 12 = 144W +5V 30A 5 * 30 = 150W

-5V 0,3A 5 * 0,3 = 1,5W

-12V 1A 12 * 1 = 12W Potência Total da Fonte 144 + 150 + 1,5 + 12 = 307,5W

O cálculo da potência máxima de uma fonte de alimentação ATX é um pouco diferente devido ao conceito de potência combinada. As fontes de alimentação ATX combinam as tensões de +3,3V e +5V e fornecem um novo valor de potência que é a potência combinada. Isso significa que o valor a ser considerado na hora de calcular a potência máxima de uma fonte de alimentação é o valor da potência máxima combinada e não os valores das potências individuais fornecidas por essas duas voltagens.

Na tabela abaixo compilamos os valores das tensões, e suas respectivas potências, de uma fonte de alimentação ATX 300W. Como podemos observar na tabela abaixo, o valor da potência combinada é de 150W (+3,3/+5V). Para calcular a potência máxima de uma fonte de alimentação ATX somamos o valor da potência de +12V, a potência combinada (+3,3V/5V), a potência de -5V, a potência de -12V, e a potência de +5V Standby. O resultado será a quantidade de potência máxima que a fonte consegue fornecer ao micro.

Tensão de Saída Corrente Elétrica Potência Máxima +12V 8A 12 * 8 = 96W

+5V 30A 5 * 30 = 150W +3,3V 14A 3,3 * 14 = 46,2W

+3,3V/+5V 150W

-5V 0,5A 5 * 0,5 = 2,5W -12V 0,5A 12 * 0,5 = 6W

Standby 1,5A 5 * 1,5 = 7,5W Potência Total da Fonte 96 + 150 + 2,5 + 6 + 7,5 = 262W

Como podemos ver a fonte de alimentação que utilizamos em nossos cálculos é na verdade uma fonte de 262W e não de 300W, como está sendo anunciada. Infelizmente esse é tipo de prática comum entre alguns fabricantes de fontes que informam erroneamente o valor da potência máxima fornecida. A maneira mais confiável de descobrir a verdadeira potência máxima fornecida pela fonte é fazendo os cálculos.

Eficiência

A eficiência de uma fonte de alimentação diz o porcentual da tensão alternada da rede que ela está efetivamente conseguindo converter em tensão contínua. Trata-se da diferença entre o consumo que está sendo fornecido em suas saídas e o quanto ela está efetivamente consumindo da rede elétrica.

Por exemplo, suponha uma fonte de alimentação que esteja fornecendo em um determinado momento em suas saídas 150 W, mas que esteja, neste mesmo instante de tempo, consumindo 200 W da rede elétrica. Temos que esta fonte tem uma eficiência de 75%. A diferença, os 50 W deste exemplo, é dissipada em forma de calor.

Isso significa que fontes com um índice de eficiência maior irão gerar menos calor no interior do gabinete do que fontes com um índice de eficiência inferior.

Como você pode ver, a fonte de alimentação pode ser um dos grandes causadores do aumento do calor interno no gabinete do micro. Fontes mais caras – isto é, com um maior índice de eficiência – tendem a gerar menos calor do que fontes mais baratas. Nestes tempos onde uma das maiores preocupações na hora de montar um micro é o superaquecimento, este dado deve ser levado em conta.

Correção do Fator de Potência

Todos os equipamentos que tenham motores e transformadores – como é o caso da fonte de alimentação – consomem dois tipos de energia: ativa (medida em kWh) e reativa (medida em kVArh). Energia ativa é aquela que produz trabalho, por exemplo, a rotação do eixo de um motor. Energia reativa (também chamada energia magnetizante) é aquela que não produz trabalho mas é necessária para produzir o fluxo magnético necessário ao funcionamento dos motores, transformadores, etc. A composição dessas duas energias consumidas é chamada energia aparente e é medida em kVAh. Para clientes industriais, a concessionária de energia elétrica mede e cobra a energia aparente, mas para clientes residenciais e comerciais, a energia medida e cobrada é a energia ativa.

O problema é que a energia reativa, apesar de necessária para motores e transformadores, ela "ocupa espaço" no sistema que poderia ser usado por mais energia ativa.

Fator de potência é a relação entre energia ativa e a energia aparente de um circuito (fator de potência = energia ativa / energia aparente). Esta relação está compreendia entre 0 (0%) e 1 (100%) e quanto mais próximo de 1 este fator, melhor, pois significa que o circuito está consumindo pouca energia reativa.

De forma a otimizar o consumo de energia reativa, vários países – inclusive o Brasil – possuem em sua legislação o percentual máximo de energia reativa que usuários podem consumir. Para você ter uma idéia de valores, a resolução 456 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), publicada no ano 2000, determina em seu artigo 49, alínea III, que clientes industriais tenham um fator de potência de, no mínimo, 0,92 (92%). Se o cliente tiver um fator de potência inferior a este valor (ou seja, está consumindo energia reativa acima do permitido pela lei), paga-se multa. Esta multa é calculada de forma simples: multa = valor da conta de eletricidade x (0,92 / fator de potência - 1). Por exemplo, se o fator de potência apurado em um determinado mês por uma indústria for de 0,85 (85%), ela pagará 8,235% de multa sobre o valor da conta de eletricidade. Para mais informações sobre a legislação brasileira: http://www.aneel.gov.br/cedoc/res2000456.pdf

A idéia da multa é fazer com que as indústrias melhorem seus fatores de potência, de forma a não usarem muita energia reativa, já que como já foi dito, este tipo de energia sobrecarrega o sistema com um tipo de energia que não é usada de fato mas é necessária para fazer motores e transformadores funcionarem.

Essa melhoria em geral envolve a verificação se não há motores e transformadores operando "em vazio" ou superdimensionados. A energia reativa necessária para operar em "carga total" é praticamente a mesma necessária para operar em menor carga. Ou seja, se um motor opera com uma carga menor, ele consome menos energia ativa, mas o seu consumo de energia reativa é quase o mesmo que se ele estivesse operando em carga máxima, fazendo com que o fator de potência seja baixo. Outros pontos normalmente verificados são se o nível de tensão da rede está acima das especificações e se as lâmpadas fluorescentes (que necessitam de um reator, que é um tipo de transformador) usam circuitos de correção de potência e ainda a instalação de bancos de capacitores para corrigir o fator de potência (circuitos de correção de potência, nosso próximo assunto) do sistema elétrico.

A questão toda é que vários países estão começando a adotar legislações que obrigam fabricantes de equipamentos eletro-eletrônicos voltados para o usuário final a também respeitarem o fator de potência, assim como é exigido a clientes industriais. A partir de janeiro de 2001 a União Européia passou a exigir que todos os equipamentos eletro-eletrônicos vendidos naquela região com potência superior a 70 W passassem a ter circuitos de correção de potência, de forma a consumirem o menos possível energia reativa do sistema elétrico. É esperado que outros países comecem a adotar medidas semelhantes.

Por este motivo, os fabricantes de fontes de alimentação que quisessem vender para a Europa a partir do ano 2001 tiveram que passar a construir fontes de alimentação com circuitos de correção de potência, que em inglês é chamado power factor correction ou simplesmente PFC.

Existem dois tipos de circuito de correção de potência: passivo e ativo. O circuito passivo usa componentes que não necessitam de alimentação (tais como bobinas com núcleo de ferrite) e faz com que o fator de potência fique entre 0,60 (60%) a 0,80 (80%). Já o circuito ativo utiliza componentes eletrônicos tais como circuitos integrados, transistores e diodos e, de acordo com os fabricantes, faz com que o fator de potência fique na faixa de 0,95 (95%). Fontes de alimentação sem qualquer circuito de correção de potência têm um fator de potência inferior a 0,60 (60%).

A correção de potência não está relacionada com eficiência e este é o equívoco mais comum que vemos no mercado. Este circuito não faz com que o seu micro consuma menos eletricidade do tipo que nós pagamos. Como explicamos, o circuito de correção de potência serve para fazer com que a fonte consuma menos energia reativa do sistema elétrico e, com isso, otimizar a rede elétrica (permitindo que a concessionária forneça mais energia ativa). A inclusão deste tipo de circuito foi feita somente para atender às legislações sobre consumo elétrico, em particular a européia. Como a tendência é que outros países comecem a adotar legislações similares, os fabricantes já estão se preparando, fabricando fontes com este tipo de circuito.

Honestamente, não há qualquer vantagem para o usuário final ter ou não ter uma fonte com correção do fator de potência (PFC). Dizer que uma fonte com este circuito é melhor para o usuário é uma jogada de marketing dos fabricantes de fonte de

alimentação para te convencer a comprar uma fonte de alimentação mais cara. Na realidade este tipo de fonte é melhor para a concessionária de energia elétrica, que precisará fornecer menos energia reativa, que sobrecarrega o sistema, mas para o usuário final não faz diferença, já que, pelo menos por enquanto, não somos sobretaxados caso o nosso consumo de energia reativa supere um determinado nível, como ocorre com clientes industriais. Nem tampouco as concessionárias cobram dos usuários não-industriais pelo uso deste tipo de energia.

Para mostrar na prática o que estamos explicando, veja na Figura 9 a nossa conta de luz. Por motivos de segurança apagamos nossos dados pessoais, mas gostaríamos que você percebesse algumas coisas. Para a cobrança da energia consumida há duas áreas na conta, "energia ativa" e "energia reativa". O campo "energia reativa" está em branco. Como explicamos, o circuito de correção do fator de potência (PFC) faz com que a fonte consuma menos energia reativa – que não é cobrada na conta dos consumidores comuns! Outro ponto, a unidade da energia cobrada é kWh, que é unidade de energia ativa. Se a concessionária estivesse cobrando energia reativa, teria de haver alguma discriminação listando o consumo em kVArh (unidade de energia reativa) ou ainda em kVAh (unidade de energia aparente, que embute a energia reativa). Como explicamos, a energia reativa é cobrada somente de clientes industriais.

Figura 9: Exemplo de conta de luz.

Testando Fontes de Alimentação

Uma das grandes dificuldades dos técnicos em manutenção é testar o funcionamento de fontes de alimentação, a fim de verificar se elas estão ou não defeituosas.

Simplesmente usar um voltímetro (multímetro ou multiteste) em suas saídas e verificar se os valores encontrados estão dentro da faixa de valores esperados que mostramos anteriormente não é o suficiente. Isto ocorre porque o problema mais

comum encontrado em fontes não é o das suas tensões de saída estarem incorretas, mas sim a fonte não conseguir fornecer corrente suficiente para o computador.

Um método que pode ser usado é medir as tensões de alimentação da fonte com o plugue da fonte conectado à placa-mãe e o computador ligado executando alguma tarefa que consuma bastante corrente dos componentes do micro – executar um jogo 3D, por exemplo. Este método, no entanto, é também falho, pois só garante que a fonte está funcionando corretamente naquele micro e naquele instante de tempo. Com este sistema você não é capaz de determinar, por exemplo, qual é a potência máxima real que a sua fonte agüenta nem tampouco o que acontecerá se o seu computador exigir mais corrente do que no momento em que você efetuou a medição.

O método ideal seria criar uma carga "fantasma" que consumisse a potência máxima da fonte para ver se ela "agüenta o tranco". Infelizmente esta é uma tarefa complicada. No exemplo da fonte que demos, a linha de 5 V precisaria de uma carga consumindo 30 A ou 150 W, e a linha de 12 V precisaria de uma carga consumindo 8 A ou 96 W. Ao mesmo tempo. Estes valores são absurdamente altos, impedindo a criação de uma carga fantasma usando uma bateria de resistores em série, por exemplo.

Estamos ainda para pesquisarmos este tema mais a fundo e publicarmos uma metodologia eficiente para o testes de fontes de alimentação. Por enquanto, o único método que sobra para o técnico em manutenção é realmente o teste por substituição, que também é falho caso você troque a fonte "suspeita" por outra igual (mesma potência ou mesmo fabricante). O ideal é sempre você ter uma fonte de alimentação de qualidade (TTGI, OCZ, Seventeam, ThermalTake, Cooler Master, só para citarmos algumas marcas) em seu laboratório para efetuar este tipo de teste. Ou seja, trocar a fonte "suspeita" por uma fonte de alta qualidade para ver se o problema no qual você suspeita que a causa é a fonte é resolvido.

Pinagem

Fonte de Alimentação AT

Pino Cor Tensão

1 Laranja Power Good (+5V)

2 Vermelho +5V

3 Amarelo +12V

4 Azul -12V

5 Preto Terra

6 Preto Terra

7 Preto Terra

8 Preto Terra

9 Branco -5V

10 Vermelho +5V

11 Vermelho +5V

12 Vermelho +5V

Fonte de Alimentação ATX

Pino Cor Tensão

1 Laranja +3,3V

2 Laranja +3,3V

3 Preto Terra

4 Vermelho +5V

5 Preto Terra

6 Vermelho +5V

7 Preto Terra

8 Cinza Power Good

9 Roxo +5V

10 Amarelo +12V

11 Laranja +3,3V

12 Azul -12V

13 Preto Terra

14 Verde Power On

15 Preto Terra

16 Preto Terra

17 Preto Terra

18 Branco -5V

19 Vermelho +5V

20 Vermelho +5V

Conector Auxiliar ATX12V

Pino Cor Tensão

1 Preto Terra

2 Preto Terra

3 Preto Terra

4 Laranja +3,3V

5 Laranja +3,3V

6 Vermelho +5V

Fonte de Alimentação BTX

Pino Cor Tensão

1 Laranja +3,3V

2 Laranja +3,3V

3 Preto Terra

4 Vermelho +5V

5 Preto Terra

6 Vermelho +5V

7 Preto Terra

8 Cinza Power Good

9 Roxo +5V

10 Amarelo +12V

11 Amarelo +12V

12 Laranja +3,3V

13 Laranja +3,3V

14 Azul -12V

15 Preto Terra

16 Verde Power On

17 Preto Terra

18 Preto Terra

19 Preto Terra

20 Branco -5V

21 Vermelho +5V

22 Vermelho +5V

23 Vermelho +5V

24 Preto Terra

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Fonte de Alimentação A fonte de alimentação do computador é projetada para transformar as tensões comuns da rede elétrica em níveis compatíveis da CPU, além de filtrar ruídos e estabilizar os valores de tensão.

A fonte de alimentação do microcomputador converte a tensão alternada AC 220/110 nas tensões continuas (DC ou VDC) que alimentam as diversas placas e periféricos do computador.

Diagrama de Bloco de Uma Fonte de Alimentação

Especificações Típicas de Entrada VAC de Uma Fonte

Mínimo Normal Máximo Entrada VAC 90 VAC 115 VAC 135 VAC Entrada VAC 180 VAC 230 VAC 265 VAC Freq. entrada 47 Hz - 63 Hz

Corrente Max. ( 115 VAC ) - 7 A - Corrente Max. ( 230 VAC ) - 3,5 A -

Tolerância - ± 10 % -

Podemos encontrar dois tipos principais de fontes que são:

Fonte Linear - é formada geralmente por um transformador AC/DC, retificador, filtro, Transistor de potência, bloco/circuito de controle e saída DC, este circuito é empregado em aparelhos que consomem pouca energia. A fonte de alimentação linear surgiu primeiro na eletrônica, é a mais comum e a que mais tem sido utilizada, principalmente no áudio/vídeo. Veja na figura um esquema simplificado desta fonte.

Fonte de Alimentação Linear Simplificada



A fonte linear é constituída por quatro partes básicas, a saber:

O Transformador — que adequa a tensão alternada da rede ao nível correto de tensão alternada que se deseja;

A Retificação — constituída por 2 ou 4 diodos retificadores (no esquema apresentado temos 4 diodos) — transforma a tensão alternada do secundário do transformador em uma tensão contínua ondulada (com ripple);

O Filtro — é constituído via de regra, 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 — que mantém a tensão de saída constante e estabilizada, mesmo quando há variações na tensão alternada da entrada ou da rede.

Estes circuitos de controle, com o passar do tempo foram se diversificando e se aprimorando. Foi aí que apareceram os circuitos de controle chaveados. Estes, com os avanços tecnológicos da eletrônica foram englobando também à parte do filtro, da retificação e do transformador, tornando-se assim, uma fonte de alimentação completa: a fonte chaveada que a partir da rede elétrica com um chaveamento em alta freqüência produz tensão contínua estabilizada.

Fonte Chaveada - O fato básico que rege o funcionamento das fontes chaveadas está na capacidade de armazenamento de energia em capacitores (em forma de tensão) e em indutores (em forma de corrente). Quando o circuito LC (que está em série com o primário do transformador) é excitado, através dos transistores, por pulsos de tensão (onda quadrada) na freqüência de ressonância do conjunto cria uma onda senoidal que é transferida ao secundário do transformador. Após a retificação e filtragem, esta onda gera uma tensão contínua estabilizada.

As fontes utilizadas nos computadores modernos são do tipo chaveada, sendo mais eficientes e, em geral, mais baratas por dois motivos: a regulagem chaveada é mais eficaz porque gera menos calor; em vez de dissipar energia, o regulador comutado desliga todo o fluxo de corrente. Além disso, as altas freqüências permitem o uso de transformadores e circuitos de filtragem menores e mais baratos.

Fonte de Alimentação Chaveada Série-Ressonante Simplificada



Os transistores são chaveados em saturação (condução) e corte (circuito aberto) numa freqüência 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 freqüência de tal forma que, a tensão contínua de saída permaneça estabilizada (constante).

Note que a fonte chaveada série-ressonante é a única que gera uma onda senoidal na saída. Todas as outras fontes geram onda quadrada, com alto teor de harmônicos. Sabemos que a onda senoidal é muito mais simples de ser filtrada.

Outro aspecto importante é o fato da fonte chaveada ser mais leve que as outras, pois seus componentes são menores, devido ao uso da alta freqüência.

Além disso, a fonte chaveada tem um excelente rendimento, pois, como precisa consumir muito pouco para funcionar, praticamente transfere toda a energia da entrada para a saída.

Justamente por trabalhar com alta freqüência, a fonte chaveada acaba gerando irradiação eletromagnética, por isso precisa ser muito bem blindada. Mas, apesar do seu alto custo de desenvolvimento, a fonte chaveada tem um custo de produção seriada normalmente mais baixo do que o das fontes de alimentação lineares.

As Tensões “Geradas” Pela Fonte São Quatro:

• A tensão de 5 VOLTS de corrente contínua alimenta principalmente os processadores, memórias e alguns outros circuitos digitais.

• A tensão de 12 VOLTS de corrente contínua alimenta os motores dos

acionadores de discos flexíveis, discos rígidos e outro motores.

• As tensões de 12 e -12 VOLTS de corrente contínua alimentam os circuitos das interfaces de comunicação. Ex.: portas seriais.

• A tensão de -5 VOLTS é utilizada por alguns componentes

periféricos ligados a CPU.

O SINAL POWER GOOD Além das tensões que o computador precisa para funcionar, as fontes de alimentação fornecem outro sinal, denominado Power Good. Sua finalidade é apenas informar ao computador que a fonte de alimentação está funcionando bem, e que o computador pode operar sem problemas. Se o sinal Power Good não estiver presente, o computador será desligado. O sinal Power Good impede que o computador tente funcionar com voltagens descontroladas (como as provocadas por uma queda súbita de energia) e acabe sendo danificado.



Power Good, é um sinal que mantém os circuitos digitais (Processadores, Memórias, chipsets, etc.) da motherboard em tri-state ou reset até que as tensões da fonte se estabilizem nos seus valores nominais. Isto ocorrer por que os circuitos digitais trabalham com nível lógico 0 e 1, sendo que o nível lógico 0 pode variar de 0 a 1,8 volts e o nível lógico 1 pode variar de 2,3 a 5,0 volts para um circuito TTL, o problema é que entre 1,8 e 2,3 o circuito integrado determina o nível lógico de saída aleatoriamente, o que pode provocar erros no processamento.

Tensões VDC do Conector de Alimentação da Motherboard AT

Conectores Pino Cores dos fios Tensão VDC 1 Laranja* +5 V ( Power Good ) 2 Vermelho +5 Volts 3 Amarelo +12 Volts 4 Azul* -12 Volts 5 Preto 0 Volts

P1

6 Preto 0 Volts 7 Preto 0 Volts 8 Preto 0 Volts 9 Branco* -5 Volts 10 Vermelho +5 Volts 11 Vermelho +5 Volts

P2

12 Vermelho +5 Volts

* Observação: as tensões negativas -12, -5 e o sinal de Power good nas fontes antigas podem não ter as cores da tabela anterior, sendo que a cor do fio pode variar entre laranja, branco, verde ou azul, mais nunca vermelho, amarelo ou preto, as novas fontes geralmente seguem o padrão de cores da tabela anterior

Potência

A função da fonte é alimentar os diversos módulos que formam um computador (todas as placas, disco rígido, memórias, etc.), bom, se a fonte não conseguir fornecer a tensão e a corrente elétrica necessária para permitir o funcionamento correto dos circuitos e módulos seu sistema poderá travar ou até mesmo danificar-se, para um microcomputador Pentium recomenda-se uma fonte 300 Watts de potência, não que ele vá consumir 300 W mais é melhor sobrar que travar o sistema, outro detalhe é que o preço de uma fonte é muito baixo e a economia neste caso é cara, imagine que se seu microcomputador deixar de funcionar o seu conserto será mais caro que uma fonte. Todos os gabinetes já vêem com uma fonte, ou seja, exija um gabinete com uma fonte de 300 Watts, você também pode comprar a fonte separada do gabinete.

Como vimos a Potência da fonte é muito importante, pois, se ela for baixa o seu sistema com certeza não irá funcionar corretamente, podendo travar, resetar sem aviso ou danificar-se. Veja a relação potência (W), tensão DC (V) e corrente (A ou mA) de algumas fontes na tabela abaixo.



Potência da Fonte AT

Tensão 150 W 200 W 250 W 300 W +5 V 15 A 20 A 25 A 30 A

+12 V 5,5 A 8 A 10 A 12 A -12 V 500 mA 500 mA 500 mA 500 mA -5 V 500 mA 500 mA 500 mA 500 mA

Unidades: W = Watts, A = Ampères, mA = Miliamperes, V = Volts

Consumo Médio

Componente Consumo Motherboard 100 Watts

Modem 20 Watts Disco rígido 3 1/2 10 Watts Disco rígido 5 1/4 15 Watts

Módulo de memória 2 Watts Placa de Vídeo 15 Watts Placa de rede 10 Watts

Teclado 5 Watts Scanner de mão 5 Watts

Mouse 2 Watts Driver de 3 1/2 3 Watts

Driver de CD-ROM 25 Watts

Na tabela acima vemos o consumo médio de alguns módulos do PC, veja o valor correto de seu sistema somando o consumo deles, que geralmente é indicado no manual do equipamento ou placa, o consumo total não deve exceder a potência fornecida pela fonte, sob pena de danificar a fonte ou o sistema.

Fonte ATX

Quando a Intel criou o padrão ATX também criou um novo sistema para substituir a antiga fonte AT. A fonte ATX permite o acionamento e desligamento da alimentação por toque ou software compatível com a função Control Off (Ex.: Botão desligar do Windows), veja abaixo as características do gabinete ATX.

• Tomada que alimenta a motherboard tem 20 pinos. • Chave Liga/Desliga que suporta acionamento e desligamento digital por toque

ou software (função Suspend/Shut Down). • Apresenta 3,3 Volts que torna a motherboard mais baratas, pois, a tensão de

alimentação do processador é gerada pela fonte e não pela motherboard.



Tensões VDC do Conector de Alimentação da Motherboard ATX

Pino Descrição Cores Pino Descrição Cores

1 +3,3 Volts Laranja 11 3,3 Volts* Marrom Laranja

2 +3,3 Volts Laranja 12 -12 Volts Azul 3 Terra Preto 13 Terra Preto 4 +5 Volts Vermelho 14 PS_ON Verde 5 Terra Preto 15 Terra Preto 6 +5 Volts Vermelho 16 Terra Preto 7 Terra Preto 17 Terra Preto 8 PWR_OK Cinza 18 -5 Volts Branco 9 +5VSB Púrpura 19 +5 Volts Vermelho

10 +12 Volts Amarelo 20 +5 Volts Vermelho

Os pinos Terra (0 Volts ) são usados como referência. * O fio do ( 22 AWG ) pino 11 poder ser de cor laranja + 3,3 VDC ou marrom para sensor 3,3 Volts (default)

Descrição dos Sinais da Fonte ATX

PWR_OK (Power Good Ok)

PWR_OK ou Power Good é um sinal que quando alto "ativado" indica a existência das tensões +5VDC e +3.3VDC na saída da fonte. Quando este sinal é deixado ativado, deve haver tensão VDC suficiente para garantir a operação da fonte dentro das especificações técnicas.

O sinal PWR_OK é deixado em estado baixo "desativado", quando as tensões +5VDC e +3.3VDC estão abaixo ou acima das especificações normais, ou quando as tensões forem removidas da motherboard por um tempo suficientemente longo de forma que a alimentação da tensão não seja garantida.

PS_ON (Power Supply On )

PS_ON é um sinal TTL que quando esta com nível lógico baixo "desligado" permite que a fonte forneça todas as cinco principais tensões DC de saída (3.3VDC, 5VDC, -5VDC, 12VDC e -12VDC). Ele também permite que uma motherboard controle remotamente o suprimento de energia utilizando características como:

• Soft on/off, liga e desliga a fonte por meio de software (ex.: Windows 95/98/ME/2000/XP)

• Wake-on-LAN, ativa a fonte por meio de uma placa de rede. • Wake-on-modem, ativa a fonte por meio de um modem.

Quando o sinal PS_ON está com nível lógico TTL alto ou aberto a motherboard é mantida em curto "aberta" e os cinco circuitos DC da fonte não entregam corrente na



saída da fonte ficando com potencial zero em relação ao terra e mantendo a motherboard fora de funcionamento.

O sinal PS_ON não tem nenhum efeito na tensão +5VSB que é habilitada sempre que a tensão VAC (110/220) está presente.

+5VSB (Standby)

O sinal +5VSB mantém uma fonte de energia para os circuitos que têm que permanecer operacionais quando os cinco circuitos de produção das tensões DC principais de saída (3.3VDC, 5VDC, -5VDC, 12VDC e -12VDC) estão com um estado inválido ou desligados (fonte ATX desligada em modo Standby)

Exemplo de circuitos que usam está tensão:

• Soft Power Control • Wake-on-LAN • Wake-on-modem • Intrusion Detection • Suspend State Activities.

É necessário o sinal +5VSB para a implementação do sinal PS_ON. A produção de +5VSB deve ser capaz de entregar um mínimo de 720mA, 1A ou 1,5A com +5V e tolerância de ±5% para os circuitos externos.

Faixa de Tolerância das Tensões VDC da Fonte ATX

Mínimo Normal Máximo Tolerância+11,40 Volts +12 VDC +12,60 Volts ± 5 % -10,80 Volts -12 VDC -13,20 Volts ± 10 % +4,75 Volts +5 VDC +5,25 Volts ± 5 % -4,50 Volts -5 VDC -5,50 Volts ± 10 % +4,75 Volts +5VSB +5,25 Volts ± 5 % +3,14 Volts +3,3 VDC +3,47 Volts ± 4 %

Potência da Fonte ATX*

Tensão 160 W 200 W 250 W 300 W +12 VDC 6 ~ 8 A 6 ~ 8 A 10 ~ 12 A 10 ~ 12 A -12 VDC 800 mA 800 mA 800 mA 800 mA +5 VDC 18 A 21A 25 A 30 A -5 VDC 300 mA 300 mA 300 mA 300 mA +5VSB 720 mA 720 mA 720 mA 720 mA

+3,3 VDC 14 A 14 A 16 A 28 A * Unidades: W = Watts, A = Ampères, mA = Miliamperes, V = Volts



CONECTORES PARA FONTE DE ALIMENTAÇÃO

As placas de CPU possuem um conector, normalmente localizado na parte superior direita, próprio para a conexão com a fonte de alimentação. Tradicionalmente as placas utilizam um conector de 12 vias, padrão AT. Placas de CPU mais modernas passaram a utilizar o padrão ATX, e possuem um conector para fonte deste tipo. Existem ainda as placas universais, que possuem dois conectores de fonte, sendo um do tipo AT e outro ATX.

Conectores de Fonte Padrão AT e ATX na Placa Mãe A fonte de alimentação padrão AT, tem dois conectores a serem ligados na

placa-mãe, que deverão ser ligados lado a lado. Repare que os fios pretos ficam posicionados ao centro do conector.

Conectando Uma Fonte de Alimentação Em Uma Placa de CPU AT

Os conectores para alimentação da placa de CPU padrão AT merecem um cuidado especial. O usuário desavisado pode ligar esses conectores de forma invertida e isso acarreta o dano permanente a todas as placas do computador.

Observe o código de cores da figura abaixo, para a ligação de forma correta. No

posicionamento dos conectores de alimentação da placa de CPU, siga a seguinte regra: Os quatro fios pretos ficam na parte central do conector, lembre-se sempre: a união faz a força.



Conector de Alimentação Para a Placa Mãe PC AT

As fontes padrão ATX utilizam um conector diferente, com 20 vias, mostrado na figura abaixo. Este conector não oferece perigo de inversão, já que só permite o encaixe em uma posição.

Conector de Uma Fonte de Alimentação ATX

Quase todas as fontes possuem uma chave seletora de voltagem (110 ou 220 volts), e também um ventilador interno que retira o ar quente do interior do computador e da própria fonte.

O ar entra no computador por diversos orifícios e frestas existentes no gabinete e sai pela parte traseira da fonte. Em certos modelos de fonte, o percurso do ar é o inverso, ou seja, entra pela parte traseira, passa pela fonte e é empurrado para dentro do gabinete, expulsando o ar quente.

Chave Comutadora 110 / 220 Volts Ventilador da Fonte



A fonte de alimentação possui diversos conectores para alimentação de placas, drivers de disquete, discos rígidos e drivers de CD-ROM e discos óticos em geral. Os conectores para alimentação de drivers (incluindo aqui todos os tipos) têm o aspecto indicado na figura abaixo. Nessa figura, o conector de tamanho menor é usado para alimentar drivers para disquetes de 3½", enquanto o maior é usado para alimentar discos rígidos e drivers de CDROM.

Conectores Para Alimentar Drivers de Disquetes, Discos Rígidos e Drivers de CDROM

Conexão Com Floppy Disk

Conexão Com o Disco Winchester



Coller (Ventilador da CPU) Sendo Ligado No Conector da Fonte

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS TENSÃO, CORRENTE E POTÊNCIA.

A potência utilizada pelo computador é em função de quanto de energia ele utiliza ou dissipa, dado pela equação P= V.I onde P potência, V tensão e I corrente. As tensões da rede no Brasil são de 110 V e 220 V. Grande parte dos computadores possuem um chave comutadora atrás do gabinete possibilitando a transição das tensões. Para se saber quanto de potência o computador consome é necessário somar todas as potências dos componentes conectados à CPU e a sua própria potência. A potência, então, depende dos componentes conectados à CPU. Exemplificando a CPU precisa de 15 a 30 WATTS; uma unidade de disco flexível utiliza 15 a 20 WATTS; um disco rígido, entre 10 a 20 WATTS e etc. As potências padrões do mercado são de 200 WATTS, 220 WATTS, 250 WATTS, 300 WATTS e etc. Potência abaixo de 200 WATTS não é recomendado utilizar, mesmo sabendo que um computador com configuração básica utiliza 63,5 WATTS.

SUBSTITUIÇÃO DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO

Alguns Casos Que Necessitamos substituir a Fonte de Alimentação:

• Quando for anexado um componente à CPU que requeira uma quantidade

maior de energia. • Quando esporadicamente o Disco Winchester não inicializa. • Quando a fonte possui problemas de ventilação. • Quando o computador não inicializar.

Para a substituição da fonte não basta selecionar uma com a quantidade de Watts

requerida. Os requisitos de qualidade, compatibilidade e o próprio aspecto físico para instalação do gabinete têm que ser considerada.



• A retirada e instalação da fonte dependerão do tipo de gabinete. • A fonte é identificada por uma caixa blindada e um ventilador voltado para

fora. Na retirada, tomar alguns cuidados:

• Desligar o computador • Desligar o cabo da alimentação • Eliminar a eletricidade estática • Retirar primeiramente os conectores da CPU e depois os restantes.

Orientação dos Conectores As fontes de alimentação de todos os PCs, XTs, ATs e ATx têm dois tipos de conectores; dois deles vão para a placa do sistema; os outros se encaixam em unidades de disco ou fita. Os conectores das unidades de disco ou de fita fornecem os 5 e 12 VOLTS de que essas unidades necessitam. Os dois conectores da placa do sistema não são idênticos. Cada um deles possui as tensões específicas e seus encaixes.

PRINCIPAIS DEFEITOS Para o usuário, a fonte de alimentação é um componente de difícil manutenção pela necessidade de um conhecimento eletrônico razoável. Os defeitos mais comuns são o fusível e o ventilador que por vezes gera ruídos ou não gira corretamente.

REQUISITOS PRA UM BOM FUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR

A tensão da rede elétrica costuma variar bastante dos 115 V necessários para o funcionamento normal, qualquer variação muito brusca desse valor pode causar problemas graves. Os problemas com a eletricidade da rede podem ser classificados em três categorias básicas: tensão excessiva, tensão insuficiente e ruídos. Excesso de Tensão A pior forma de poluição da rede elétrica é o excesso de voltagem, que são picos de alta potência semelhantes a raios que invadem o PC e podem danificar os circuitos de silício. Em geral, os danos são invisíveis exceto pelo fato - visível - de não haver imagem no monitor de vídeo. Outras vezes, o excesso de voltagem pode deixar alguns componentes chamuscados dentro do computador. Em um grande intervalo de tempo, se a tensão variar 10% do seu valor nominal, pode se dizer que as condições de funcionamento aproximam-se do ideal. Nessas condições os equipamentos que fazem a estabilização atuam eficientemente.



As características mais importantes dos dispositivos de proteção contra o excesso de voltagem são a rapidez e a quantidade de energia que dissipam.

Geralmente, quanto mais rápido o tempo de resposta ou a velocidade de sujeição, melhor. Os tempos de resposta podem chegar a picossegundos (trilhonésimos de segundo). Quanto maior a capacidade de absorção de energia de um dispositivo de proteção, melhor. A capacidade de absorção de energia é medida em WATTS por segundo, ou joules. Há no mercado vários dispositivos capazes de absorver milhões de WATTS. (ESTABILIZADORES) Tensão Insuficiente Tensão insuficiente, como o próprio nome indica, é uma tensão inferior à necessária. Elas podem variar de quedas, que são perdas de alguns volts, até a falta completa, ou blackout. As quedas momentâneas e mesmo o blackouts, não chegam a ser problemáticos. Contanto que durem menos que algumas dezenas de milissegundos. A maioria dos PCs é projetado de modo a suportar quedas de voltagem prolongadas de até 20% sem desligar. Quedas maiores ou blackouts farão com que eles sejam desligados. Os equipamentos que permitem a utilização do equipamento mesmo com queda de energia é chamado de NO-BREAK.. Ruídos O ruído é um problema renitente nas fontes de alimentação da maioria dos equipamentos eletrônicos. Ruído é o termo que usamos para identificar todos os sinais espúrios que os fios captam ao percorrerem campos eletromagnéticos. Em muitos casos esses sinais podem atravessar os circuitos de filtragem da fonte de alimentação e interferir com os sinais normais do equipamento. Os filtros existentes nas fontes de alimentação são suficientemente eficazes para sanar esse tipo de problema não sendo necessário à aquisição do filtro de linha. Nunca ligue qualquer equipamento com motores no estabilizador. Ex.: ventiladores Instalação Elétrica A instalação elétrica vai refletir em um duradouro e confiável funcionamento do equipamento, evitando principalmente problemas esporádicos ou intermitentes, muitas vezes difíceis de descobrir sua fonte. As posições dos sinais terra, neutro e fase devem obedecer aos padrões internacionais como mostra a figura:



Tomada da Parede O aterramento é de extrema necessidade para evitar todos os problemas citados, e precaver alguns outros, que a falta ou o mau aterramento pode causar. Num ideal aterramento a diferença de potencial entre o terra e o neutro não pode variar mais de 3 VOLTS A/C.

Falar sobre a Rede de Energia Elétrica pode parecer algo fora de um curso de

Montagem de Computadores, mas se a rede que for ligado o computador não estiver bem preparada podem ocorrer choques ao usuário ou danos ao equipamento.

Nas casas ou escritórios, normalmente, as redes de energia apresentam dois fios. Um desses fios é denominado FASE e o outro é denominado NEUTRO. A tensão é normalmente de 110 Volts, mas existem algumas cidades em que a tensão pode ser de 220 Volts.

O FASE é o fio que conduz a energia, é o fio que dá o choque elétrico. O NEUTRO é o retorno, a referência do FASE, este não dá choque elétrico. Para descobrir qual é o fio FASE e o fio NEUTRO, você poderá utilizar uma

chave de fenda com teste de fase. São aquelas chaves que tem uma pequena lâmpada em seu interior. Quando colocada no fio fase a lâmpada acende, se colocada no fio neutro nada acontece.

Qualquer computador pode ser ligado a essas redes que funcionarão sem

problemas. Entretanto, os fabricantes de microcomputadores exigem que as redes em que esses equipamentos serão ligados tenham um terceiro fio, denominado fio TERRA.

O fio TERRA deverá estar ligado realmente a terra, ao solo, segundo determinadas especificações, de forma a fazer o real aterramento. O aterramento protege contra interferências, choques elétricos.

Um bom aterramento é conseguido enterrando-se uma haste metálica a dois metros de profundidade, no solo, e ligando-se o fio TERRA nela. Esse aterramento serve para qualquer aparelho elétrico.

Lembrando que o aterramento deve seguir as normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).

Nunca ligaremos o fio TERRA ao NEUTRO, isso causará danos no equipamento.



Pode-se, ainda, obter o aterramento ligando-se o fio às partes metálicas existentes na casa, tubulações de água, da própria rede elétrica, na caixa onde fica presa a tomada de energia. Embora seja funcional em alguns casos, não é o ideal.

A tomada, que fica na parede, onde será ligado o micro deve possuir três terminais. Pode ser comprada em casas de material elétrico. Sua instalação é bem simples, mas deve ser feito com cuidado por se tratar de ligação elétrica.

Lembre-se Que a Tensão Entre Neutro e Terra Será No Máximo 3 Volts

Cabo de Força Ligamos o cabo de força no estabilizador e na fonte de alimentação do computador. Este cabo é o que conduz a eletricidade para o computador. Ele tem uma característica especial, ele inverte os sinais Fase e Neutro. Veja, que na parede a tomada tem as polaridades da seguinte forma: Fase na direita e Neutro na esquerda. Poderemos fazer todas as medições elétricas diretamente na ponta deste cabo. Com isso, verificaremos se o estabilizador está funcionando corretamente, se as polaridades da tomada elétrica estão no padrão internacional, e etc...

O Fase da Eletricidade Fica no Lado Esquerdo Na Ponta do Cabo de Força

Quando tivermos o fio fase da eletricidade no lado direito na ponta do cabo de força, isso significa que, na parede, o fase estará invertido, ou seja, estará no lado esquerdo. Neste caso, é só inverter os fios na tomada da parede.



Conjunto da Fonte e Cabo de Força

SISTEMA DE PROTEÇÃO

Filtros de linha - devemos tomar cuidado, pois muitos são apenas extensões. Para saber se é realmente um filtro deve-se verificar em sua embalagem se constam os nomes do dispositivo de proteção contra sobre-tensão e do filtro contra interferência. A maioria dos estabilizadores possui um filtro interno. Quando você utilizar um filtro de linha, você irá ligar o Estabilizador nele.

Alguns Filtros Também Têm Proteção Para Linha Telefônica

Estabilizadores de Tensão - este equipamento protege o seu aparelho contra variações da tensão elétrica e interferências. Deve-se adquirir um estabilizador que comporte a soma da potência gasta pelos aparelhos que irão ser ligados nele, normalmente um estabilizador de 1.2 Kva é mais do que suficiente.

A Tensão de Saída Ideal É 115 Volts



No-Break - este equipamento é simplesmente um estabilizador com baterias. A diferença é que a bateria alimenta o sistema caso haja queda de energia, para que possamos desligar o equipamento sem perdermos nossos dados.

O No-Break Evita Que Seu Computador Desligue Caso Haja Falta de Energia

Cabo de Força Sem o Pino do Fio Terra

Cabo de Força Com o Pino do Fio Terra

Fontes de Alimentação Autor: Gabriel Torres e Cássio Lima Última Atualização: 15 de janeiro de 2005 Tipo: Tutoriais Comente este artigo! Página: 1 de 9 Introdução

Por se tratar de um dispositivo elétrico, o computador precisa de energia para que todos os seus componentes funcionem de forma adequada. O dispositivo responsável por prover energia ao computador é a de fonte de alimentação. De forma bastante sucinta poderíamos dizer que a principal função da fonte de alimentação é converter em tensão contínua a tensão alternada fornecida pela rede elétrica comercial. Em outras palavras, a fonte de alimentação converte os 110V ou 220V alternados da rede elétrica convencional para as tensões contínuas utilizadas pelos componentes eletrônicos do computador, que são: +3,3V, +5V, +12V, -5V e -12V. A fonte de alimentação também participa do processo de refrigeração, facilitando a circulação de ar dentro do gabinete.

A fonte de alimentação talvez seja o componente mais negligenciado do computador. Muitas vezes, na hora de comprar um computador, só levamos em consideração o clock do processador, o modelo da placa-mãe, a quantidade de memória instalada, a capacidade de armazenamento do disco rígido, e esquecemos da fonte de alimentação, que na verdade é quem fornece o “combustível” para que as peças de um computador funcionem corretamente. Uma fonte de alimentação de boa qualidade e com capacidade suficiente pode aumentar a vida útil do seu equipamento. Para se ter uma idéia, uma fonte de alimentação de qualidade custa menos de 5% do valor total de um micro. Já uma fonte de alimentação de baixa qualidade pode causar uma série de problemas intermitentes, que na maioria das vezes são de difícil resolução. Uma fonte de alimentação defeituosa ou mal dimensionada pode fazer com que o computador trave, pode resultar no aparecimento de bad blocks no disco rígido, pode resultar no aparecimento de erros de GPF e resets aleatórios, além de vários outros problemas.

Nesse artigo falaremos sobre os aspectos que devem ser levados em consideração na hora de comprar uma fonte de alimentação. Você verá que nem sempre uma fonte de alimentação “com mais watts” é a ideal.

Tipos de Fonte

Existem praticamente dois tipos de fonte de alimentação no mercado: AT e ATX. As fontes AT são mais antigas e encontradas com certa dificuldade no comércio. As fontes ATX são utilizadas nos computadores modernos, e podem ser encontradas com relativa facilidade em lojas especializadas em produtos de informática. A diferença básica entre uma fonte de alimentação AT e ATX está relacionada com as tensões que cada uma pode fornecer ao computador. As fontes de alimentação AT são capazes de fornecer as tensões de +5V, +12V, -5V e -12V. Já as fontes de alimentação ATX são capazes de fornecer as mesmas tensões de uma fonte AT (+5V, +12V, -5V e -12V), além da tensão de +3,3V.

As fontes de alimentação AT e ATX também diferem no tipo de conector utilizado para conectar a fonte à placa-mãe. As fontes de alimentação AT possuem dois conectores de seis pinos que devem ser encaixados à placa-mãe de tal forma que os fios pretos

fiquem no centro do conector. Já a conexão entre uma fonte de alimentação ATX e a placa-mãe é feita através de um único conector de 20 terminais divididos em duas colunas de dez. O conector da fonte ATX possui um mecanismo que impossibilita que ele seja instalado de forma errada.

Figura 1: Conexão de uma fonte AT à placa-mãe.

Figura 2: Conexão de uma fonte ATX à placa-mãe.

Existe um outro tipo de fonte de alimentação, que na verdade é uma versão aprimorada da fonte ATX, chamada ATX12V. A principal diferença é a presença de um conector adicional de quatro pinos com alimentação de +12V, e um conector de seis pinos contendo alimentação extra de +3,3V e +5V. Placas-mãe para processadores que exigem muita corrente, como é o caso do Pentium 4, utilizam esse tipo de fonte. O uso desse tipo de fonte de alimentação é uma tendência nos computadores modernos.

Figura 3: Conector ATX12V da placa-mãe.

Figura 4: Conectores auxiliares de uma fonte ATX12V.

Existe ainda um outro tipo de fonte de alimentação que será utilizada por placas-mãe padrão BTX e ATX de alto desempenho. Trata-se da fonte de alimentação BTX, que é baseada na ATX. Essa fonte possui um conector de 24 terminais, dividido em duas colunas de doze, e um conector auxiliar de 8 terminais. É possível usar um adaptador para converter uma fonte ATX em BTX e vice-versa.

Figura 5: Diferença física entre o conector de uma fonte ATX (esquerda) e de uma fonte BTX (direita).

Figura 6: Conector auxiliar de uma fonte de alimentação BTX. Ventilação

Como comentamos anteriormente, a fonte de alimentação desempenha um papel importantíssimo no processo de remoção de calor do interior do gabinete. Sua função é justamente remover o ar quente existente dentro do gabinete do micro e joga-lo para fora. O fluxo de ar dentro do micro funciona da seguinte forma: o ar frio entra através de ranhuras existente na parte frontal do gabinete. Esse ar é aquecido devido a trocas de calor com outros dispositivos, como o processador, placas de vídeo, chipset, etc. Como o ar quente é menos denso do que o ar frio, a sua tendência natural é subir. Com isso, o ar quente fica retido na parte superior do gabinete. A ventoinha existente na fonte de alimentação funciona como um exaustor, puxando o ar quente desta região e soprando-o para fora do micro. As fontes de alimentação mais robustas possuem duas ou três ventoinhas. Alguns gabinetes têm espaço apropriado para a instalação de uma nova ventoinha na parte traseira do gabinete, o que melhora ainda mais a circulação de ar dentro do gabinete do micro.

Figura 7: Fluxo de ar dentro do gabinete do micro.

O problema da ventoinha da fonte e/ou as ventoinhas extras é o ruído produzido por elas. Em alguns casos o barulho é tão irritante que o simples fato de trabalhar com o computador torna-se algo estressante.

Para resolver o problema do ruído alguns fabricantes introduziram em suas fontes um recurso em que a velocidade de rotação da ventoinha é automaticamente ajustada de acordo com a temperatura da fonte. Quando a fonte não é muito exigida pelo micro, a velocidade de rotação da sua ventoinha é automaticamente reduzida, diminuindo, portanto, a produção de ruído. Existem modelos de fonte em que o controle da velocidade da ventoinha não feito de forma automática, e sim através de uma chave seletora existente na parte traseira da fonte.

Figura 8: Chave seletora da velocidade de rotação da ventoinha da fonte

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 sobretensão na rede elétrica comercial. Alguns dispositivos do micro, em especial o processador, são extremamente sensíveis a variações de tensão. Variações bruscas nas tensões da fonte podem fazer com que o computador trave ou podem até mesmo resultar na queima de algum periférico do micro. O computador pode tolerar certa variação de tensão sem que haja problemas a seus componentes. A tabela abaixo mostra as tensões de saída da fonte, bem como os valores máximos e mínimos tolerados pelo micro.

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 Potência

Fontes de alimentação são classificadas e comercializadas com base na potência máxima que podem ter em 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.

Mas o que realmente vem a ser a potência de uma fonte? O que significa os “300W” de uma fonte de alimentação?

Como comentamos anteriormente, as fontes de alimentação são comercializadas de acordo com a potência máxima produzida por suas voltagens. Uma fonte de alimentação de 300W significa que a fonte pode fornecer ao micro 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. Por exemplo, na tabela abaixo calculamos a potência máxima produzida por uma fonte de alimentação AT de 300W. Note que 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 AT é um pouco maior do que os 300W que ela foi rotulada.

Tensão de Saída Corrente Elétrica Potência Máxima +12V 12A 12 * 12 = 144W +5V 30A 5 * 30 = 150W

-5V 0,3A 5 * 0,3 = 1,5W

-12V 1A 12 * 1 = 12W Potência Total da Fonte 144 + 150 + 1,5 + 12 = 307,5W

O cálculo da potência máxima de uma fonte de alimentação ATX é um pouco diferente devido ao conceito de potência combinada. As fontes de alimentação ATX combinam as tensões de +3,3V e +5V e fornecem um novo valor de potência que é a potência combinada. Isso significa que o valor a ser considerado na hora de calcular a potência máxima de uma fonte de alimentação é o valor da potência máxima combinada e não os valores das potências individuais fornecidas por essas duas voltagens.

Na tabela abaixo compilamos os valores das tensões, e suas respectivas potências, de uma fonte de alimentação ATX 300W. Como podemos observar na tabela abaixo, o valor da potência combinada é de 150W (+3,3/+5V). Para calcular a potência máxima de uma fonte de alimentação ATX somamos o valor da potência de +12V, a potência combinada (+3,3V/5V), a potência de -5V, a potência de -12V, e a potência de +5V Standby. O resultado será a quantidade de potência máxima que a fonte consegue fornecer ao micro.

Tensão de Saída Corrente Elétrica Potência Máxima +12V 8A 12 * 8 = 96W

+5V 30A 5 * 30 = 150W

+3,3V 14A 3,3 * 14 = 46,2W +3,3V/+5V 150W

-5V 0,5A 5 * 0,5 = 2,5W -12V 0,5A 12 * 0,5 = 6W

Standby 1,5A 5 * 1,5 = 7,5W Potência Total da Fonte 96 + 150 + 2,5 + 6 + 7,5 = 262W

Como podemos ver a fonte de alimentação que utilizamos em nossos cálculos é na verdade uma fonte de 262W e não de 300W, como está sendo anunciada. Infelizmente esse é tipo de prática comum entre alguns fabricantes de fontes que informam erroneamente o valor da potência máxima fornecida. A maneira mais confiável de descobrir a verdadeira potência máxima fornecida pela fonte é fazendo os cálculos.

Eficiência

A eficiência de uma fonte de alimentação diz o porcentual da tensão alternada da rede que ela está efetivamente conseguindo converter em tensão contínua. Trata-se da diferença entre o consumo que está sendo fornecido em suas saídas e o quanto ela está efetivamente consumindo da rede elétrica.

Por exemplo, suponha uma fonte de alimentação que esteja fornecendo em um determinado momento em suas saídas 150 W, mas que esteja, neste mesmo instante

de tempo, consumindo 200 W da rede elétrica. Temos que esta fonte tem uma eficiência de 75%. A diferença, os 50 W deste exemplo, é dissipada em forma de calor.

Isso significa que fontes com um índice de eficiência maior irão gerar menos calor no interior do gabinete do que fontes com um índice de eficiência inferior.

Como você pode ver, a fonte de alimentação pode ser um dos grandes causadores do aumento do calor interno no gabinete do micro. Fontes mais caras – isto é, com um maior índice de eficiência – tendem a gerar menos calor do que fontes mais baratas. Nestes tempos onde uma das maiores preocupações na hora de montar um micro é o superaquecimento, este dado deve ser levado em conta.

Correção do Fator de Potência

Todos os equipamentos que tenham motores e transformadores – como é o caso da fonte de alimentação – consomem dois tipos de energia: ativa (medida em kWh) e reativa (medida em kVArh). Energia ativa é aquela que produz trabalho, por exemplo, a rotação do eixo de um motor. Energia reativa (também chamada energia magnetizante) é aquela que não produz trabalho mas é necessária para produzir o fluxo magnético necessário ao funcionamento dos motores, transformadores, etc. A composição dessas duas energias consumidas é chamada energia aparente e é medida em kVAh. Para clientes industriais, a concessionária de energia elétrica mede e cobra a energia aparente, mas para clientes residenciais e comerciais, a energia medida e cobrada é a energia ativa.

O problema é que a energia reativa, apesar de necessária para motores e transformadores, ela "ocupa espaço" no sistema que poderia ser usado por mais energia ativa.

Fator de potência é a relação entre energia ativa e a energia aparente de um circuito (fator de potência = energia ativa / energia aparente). Esta relação está compreendia entre 0 (0%) e 1 (100%) e quanto mais próximo de 1 este fator, melhor, pois significa que o circuito está consumindo pouca energia reativa.

De forma a otimizar o consumo de energia reativa, vários países – inclusive o Brasil – possuem em sua legislação o percentual máximo de energia reativa que usuários podem consumir. Para você ter uma idéia de valores, a resolução 456 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), publicada no ano 2000, determina em seu artigo 49, alínea III, que clientes industriais tenham um fator de potência de, no mínimo, 0,92 (92%). Se o cliente tiver um fator de potência inferior a este valor (ou seja, está consumindo energia reativa acima do permitido pela lei), paga-se multa. Esta multa é calculada de forma simples: multa = valor da conta de eletricidade x (0,92 / fator de potência - 1). Por exemplo, se o fator de potência apurado em um determinado mês por uma indústria for de 0,85 (85%), ela pagará 8,235% de multa sobre o valor da conta de eletricidade. Para mais informações sobre a legislação brasileira: http://www.aneel.gov.br/cedoc/res2000456.pdf

A idéia da multa é fazer com que as indústrias melhorem seus fatores de potência, de forma a não usarem muita energia reativa, já que como já foi dito, este tipo de energia sobrecarrega o sistema com um tipo de energia que não é usada de fato mas é necessária para fazer motores e transformadores funcionarem.

Essa melhoria em geral envolve a verificação se não há motores e transformadores operando "em vazio" ou superdimensionados. A energia reativa necessária para operar em "carga total" é praticamente a mesma necessária para operar em menor carga. Ou seja, se um motor opera com uma carga menor, ele consome menos energia ativa, mas o seu consumo de energia reativa é quase o mesmo que se ele estivesse operando em carga máxima, fazendo com que o fator de potência seja baixo. Outros pontos normalmente verificados são se o nível de tensão da rede está acima das especificações e se as lâmpadas fluorescentes (que necessitam de um reator, que é um tipo de transformador) usam circuitos de correção de potência e ainda a instalação de bancos de capacitores para corrigir o fator de potência (circuitos de correção de potência, nosso próximo assunto) do sistema elétrico.

A questão toda é que vários países estão começando a adotar legislações que obrigam fabricantes de equipamentos eletro-eletrônicos voltados para o usuário final a também respeitarem o fator de potência, assim como é exigido a clientes industriais. A partir de janeiro de 2001 a União Européia passou a exigir que todos os equipamentos eletro-eletrônicos vendidos naquela região com potência superior a 70 W passassem a ter circuitos de correção de potência, de forma a consumirem o menos possível energia reativa do sistema elétrico. É esperado que outros países comecem a adotar medidas semelhantes.

Por este motivo, os fabricantes de fontes de alimentação que quisessem vender para a Europa a partir do ano 2001 tiveram que passar a construir fontes de alimentação com circuitos de correção de potência, que em inglês é chamado power factor correction ou simplesmente PFC.

Existem dois tipos de circuito de correção de potência: passivo e ativo. O circuito passivo usa componentes que não necessitam de alimentação (tais como bobinas com núcleo de ferrite) e faz com que o fator de potência fique entre 0,60 (60%) a 0,80 (80%). Já o circuito ativo utiliza componentes eletrônicos tais como circuitos integrados, transistores e diodos e, de acordo com os fabricantes, faz com que o fator de potência fique na faixa de 0,95 (95%). Fontes de alimentação sem qualquer circuito de correção de potência têm um fator de potência inferior a 0,60 (60%).

A correção de potência não está relacionada com eficiência e este é o equívoco mais comum que vemos no mercado. Este circuito não faz com que o seu micro consuma menos eletricidade do tipo que nós pagamos. Como explicamos, o circuito de correção de potência serve para fazer com que a fonte consuma menos energia reativa do sistema elétrico e, com isso, otimizar a rede elétrica (permitindo que a concessionária forneça mais energia ativa). A inclusão deste tipo de circuito foi feita somente para atender às legislações sobre consumo elétrico, em particular a européia. Como a tendência é que outros países comecem a adotar legislações similares, os fabricantes já estão se preparando, fabricando fontes com este tipo de circuito.

Honestamente, não há qualquer vantagem para o usuário final ter ou não ter uma fonte com correção do fator de potência (PFC). Dizer que uma fonte com este circuito é melhor para o usuário é uma jogada de marketing dos fabricantes de fonte de alimentação para te convencer a comprar uma fonte de alimentação mais cara. Na realidade este tipo de fonte é melhor para a concessionária de energia elétrica, que precisará fornecer menos energia reativa, que sobrecarrega o sistema, mas para o usuário final não faz diferença, já que, pelo menos por enquanto, não somos sobretaxados caso o nosso consumo de energia reativa supere um determinado nível,

como ocorre com clientes industriais. Nem tampouco as concessionárias cobram dos usuários não-industriais pelo uso deste tipo de energia.

Para mostrar na prática o que estamos explicando, veja na Figura 9 a nossa conta de luz. Por motivos de segurança apagamos nossos dados pessoais, mas gostaríamos que você percebesse algumas coisas. Para a cobrança da energia consumida há duas áreas na conta, "energia ativa" e "energia reativa". O campo "energia reativa" está em branco. Como explicamos, o circuito de correção do fator de potência (PFC) faz com que a fonte consuma menos energia reativa – que não é cobrada na conta dos consumidores comuns! Outro ponto, a unidade da energia cobrada é kWh, que é unidade de energia ativa. Se a concessionária estivesse cobrando energia reativa, teria de haver alguma discriminação listando o consumo em kVArh (unidade de energia reativa) ou ainda em kVAh (unidade de energia aparente, que embute a energia reativa). Como explicamos, a energia reativa é cobrada somente de clientes industriais.

Figura 9: Exemplo de conta de luz.

Testando Fontes de Alimentação

Uma das grandes dificuldades dos técnicos em manutenção é testar o funcionamento de fontes de alimentação, a fim de verificar se elas estão ou não defeituosas.

Simplesmente usar um voltímetro (multímetro ou multiteste) em suas saídas e verificar se os valores encontrados estão dentro da faixa de valores esperados que mostramos anteriormente não é o suficiente. Isto ocorre porque o problema mais comum encontrado em fontes não é o das suas tensões de saída estarem incorretas, mas sim a fonte não conseguir fornecer corrente suficiente para o computador.

Um método que pode ser usado é medir as tensões de alimentação da fonte com o plugue da fonte conectado à placa-mãe e o computador ligado executando alguma tarefa que consuma bastante corrente dos componentes do micro – executar um jogo 3D, por exemplo. Este método, no entanto, é também falho, pois só garante que a fonte está funcionando corretamente naquele micro e naquele instante de tempo. Com

este sistema você não é capaz de determinar, por exemplo, qual é a potência máxima real que a sua fonte agüenta nem tampouco o que acontecerá se o seu computador exigir mais corrente do que no momento em que você efetuou a medição.

O método ideal seria criar uma carga "fantasma" que consumisse a potência máxima da fonte para ver se ela "agüenta o tranco". Infelizmente esta é uma tarefa complicada. No exemplo da fonte que demos, a linha de 5 V precisaria de uma carga consumindo 30 A ou 150 W, e a linha de 12 V precisaria de uma carga consumindo 8 A ou 96 W. Ao mesmo tempo. Estes valores são absurdamente altos, impedindo a criação de uma carga fantasma usando uma bateria de resistores em série, por exemplo.

Estamos ainda para pesquisarmos este tema mais a fundo e publicarmos uma metodologia eficiente para o testes de fontes de alimentação. Por enquanto, o único método que sobra para o técnico em manutenção é realmente o teste por substituição, que também é falho caso você troque a fonte "suspeita" por outra igual (mesma potência ou mesmo fabricante). O ideal é sempre você ter uma fonte de alimentação de qualidade (TTGI, OCZ, Seventeam, ThermalTake, Cooler Master, só para citarmos algumas marcas) em seu laboratório para efetuar este tipo de teste. Ou seja, trocar a fonte "suspeita" por uma fonte de alta qualidade para ver se o problema no qual você suspeita que a causa é a fonte é resolvido.

Pinagem

Fonte de Alimentação AT

Pino Cor Tensão

1 Laranja Power Good (+5V)

2 Vermelho +5V

3 Amarelo +12V

4 Azul -12V

5 Preto Terra

6 Preto Terra

7 Preto Terra

8 Preto Terra

9 Branco -5V

10 Vermelho +5V

11 Vermelho +5V

12 Vermelho +5V

Fonte de Alimentação ATX

Pino Cor Tensão

1 Laranja +3,3V

2 Laranja +3,3V

3 Preto Terra

4 Vermelho +5V

5 Preto Terra

6 Vermelho +5V

7 Preto Terra

8 Cinza Power Good

9 Roxo +5V

10 Amarelo +12V

11 Laranja +3,3V

12 Azul -12V

13 Preto Terra

14 Verde Power On

15 Preto Terra

16 Preto Terra

17 Preto Terra

18 Branco -5V

19 Vermelho +5V

20 Vermelho +5V

Conector Auxiliar ATX12V

Pino Cor Tensão

1 Preto Terra

2 Preto Terra

3 Preto Terra

4 Laranja +3,3V

5 Laranja +3,3V

6 Vermelho +5V

Conector 12V

Pino Cor Tensão

1 Preto Terra

2 Preto Terra

3 Amarelo +12V

4 Amarelo +12V

Fonte de Alimentação BTX

Pino Cor Tensão

1 Laranja +3,3V

2 Laranja +3,3V

3 Preto Terra

4 Vermelho +5V

5 Preto Terra

6 Vermelho +5V

7 Preto Terra

8 Cinza Power Good

9 Roxo +5V

10 Amarelo +12V

11 Amarelo +12V

12 Laranja +3,3V

13 Laranja +3,3V

14 Azul -12V

15 Preto Terra

16 Verde Power On

17 Preto Terra

18 Preto Terra

19 Preto Terra

20 Branco -5V

21 Vermelho +5V

22 Vermelho +5V

23 Vermelho +5V

24 Preto Terra

Conversando com o Arnaldo Mefano:

Fontes de Alimentação dos computadores - Um item de extrema importância

Sempre escrevo matérias sobre a necessidade do uso de No-Break, de forma a proteger o computador contra problemas da rede elétrica.

O No-break garantirá que, ao ocorrer qualquer problema na rede elétrica, seja ele de queda de energia, picos, ruídos, variações da rede e outros, estes não afetem o computador e não causem problemas para o sistema.

Outro item de extrema importância é a fonte de alimentação, existente no gabinete do computador. Olhando o gabinete pela sua parte traseira, podemos ver uma pequena caixa, com ventilador, onde conectamos o cabo da rede elétrica. Esta pequena caixa é a fonte de alimentação, que transformará a tensão da rede (120Volts ou 220Volts, dependendo da localidade) em tensões utilizadas internamente pelo sistema: 5Volts, 12 Volts, 3.3 Volts e outras.

Um defeito na fonte de alimentação poderá danificar partes internas do computador. Já recebi na Computer Solutions um computador que, devido a um defeito em sua fonte de alimentação, teve sua placa mãe, memórias e HD queimados.

Como todos sabem, fornecemos sistemas de No-Break APC, onde somos Revenda Autorizada. Passamos também a fornecer fontes de alimentação de alta performance e qualidade. Neste artigo você conhecerá mais sobre o assunto.

As fontes de alimentação devem ser selecionas pela sua qualidade e pela sua capacidade de fornecer determinadas potências ao computador.

Nem sempre o usuário tem acesso a esta escolha, pois elas já estão incorporadas ao gabinete, assim, a escolha de um gabinete de boa qualidade quase sempre acarretará em uma fonte de alimentação de qualidade.

Vamos utilizar os sistemas de som como comparação: Vá a uma loja que venda aparelhos de som, amplificadores, receiver e outros. Verifique a indicação de capacidade de potência de áudio do sistema. Normalmente verificaremos equipamentos com capacidade de fornecer 800Watts PMPO e ao olharmos em detalhes sua especificação descobrimos que existe uma outra potência especificada, por exemplo 60Watts RMS.

Na verdade, a maior potência representa a capacidade do amplificador de fornecer potência por curtos espaços de tempo (a potência PMPO) enquanto a potência RMS representa a capacidade do amplificador de fornecimento de potência contínua e não por um curto espaço de tempo. Temos então a potência de pico e a potência real.

Voltando as fontes de alimentação, muitos fabricantes indicam potências de pico e não potências reais ou contínuas em suas especificações. Assim, não se surpreendam se uma fonte de alimentação que indique potência de 450Watts, na verdade tiver a capacidade de potência contínua de 220Watts. As fontes de altas performance indicam as potências máximas permitidas, dando uma indicação real ao usuário

Um fator a nosso favor é o fato de baixo consumo dos computadores nos dias de hoje. Um computador a nível de processador Pentium 4 HT com memória, HD e outros dispositivos tem um consumo médio de menos de 200Watts. Note que não incluímos o monitor de vídeo, pois este não é alimentado pela fonte de alimentação do computador e sim por sua própria fonte.

Assim, as fontes de alimentação existentes no mercado, de qualidade é lógico, estão aptas a serem utilizadas nos computadores.

Problemas poderão começar a ocorrer quando temos um computador de alta performance como por exemplo que possuem mais de uma unidade de disco rígido, que possuem gravadores de DVD, que possuem 1GB de memória ou mais, com placas de vídeo de alta performance, etc. etc.

Computadores utilizados para jogos e outras atividades que necessitem de uso constante do processador e acesso as unidades de disco, também farão com que um alto consumo de potência seja requerido.

Tive o caso de um usuário que sempre que iniciava o processo de gravação de um CD, o computador se inicializava sozinho. Outro usuário reportou que ao gravar DVD o computador aleatoriamente travava. Em

ambos os caso, a troca da fonte de alimentação por uma fonte de qualidade resolveu o problema.

Como podemos então calcular a capacidade de uma fonte de alimentação?

Para o cálculo da potência, devemos multiplicar o valor da tensão pelo valor da corrente.

Assim, Potência = Tensão x Corrente

Obs: Ao calcularmos a potência total baseada nas informações existentes na etiqueta da fonte, não temos como garantir se os valores indicados são os reais e se são valores de pico ou valor real. Nesta hora, a escolha de uma boa marca, de renome garantirá a veracidade das informações.

Um ponto importante a ser considerado: a tensão de 3.3Volts é normalmente gerada pelo mesmo circuito que gera a tensão de 5Volts. Assim, vou desconsiderá-la nos cálculos.

Vamos a alguns exemplos:

Caso 1:

Esta é uma fonte indicada de como sendo de 350Watts.

5 Volts x 35A = 175Watts 12Volts x 12A = 144Watts -5Volts x 0,5A = 2,5Watts 5Volts x 2A = 10Watts Potência total: 331,50Watts

Por não estar especificado pelo fabricante, não podemos garantir se esta é a potência de pico ou RMS.

Caso 2:

Neste próximo exemplo apresentamos a fonte de alimentação da VCOM, silenciosa, com ventilação através de um ventilador de 12 centímetros de diâmetro e não de 8cm como as fontes convencionais e de 423watts de potência real.

Ao pegarmos a fonte em nossas mãos, logo notamos seu peso, muito superior que as fontes convencionais. O peso extra é devido aos dissipadores de calor internos da fonte, fixados aos transistores de potência.

Esta é uma fonte de alta performance, que utilizamos e comercializamos, de potência real de 423Watts.

5Volts x 45A = 225Watts 12Volts x 22A = 264Watts -5Volts x 0,5A = 2,5Watts -12Volts x 1A = 12Watts 5Volts x 2,5A = 10Watts Potência total: 513,50Watts

Pelos cálculos chegarmos ao valor de 513,50Watts, que na verdade é o valor de pico. Notem que o fabricante indica honestamente como sendo esta fonte de 423Watts de potência real.

Esta é a fonte que comercializamos, fabricada pela VCOM. Certamente realizei um teste em bancada e gostei muito de sua performance. Monitorando suas saídas com um voltímetro onde mesmo em condições de alto consumo, os valores das tensões permaneceram estáveis.

Alguma Fontes de Alimentação de alta performance

Esta é uma fonte de alimentação de alta performance, de potência real de 423Watts, que utiliza um ventilador de 12cm para o esfriamento interno.

O nível de ruído é muito baixo, comparado com as fontes convencionais. Além dos conectores convencionais possui conector de alimentação para HD Serial ATA.

Tenho utilizado esta fonte em computadores de performance que possuem placas de vídeo de última geração, muita memória, vários HDs.

A posição de seu ventilador que o deixa localizado próximo ao processador e seu cooler, proporciona resfriamento adicional ao processador.

Esta é uma fonte de alimentação de preço inferior a indicada acima, que possui um ótimo sistema de ventilação interno, facilitando também a circulação de ar e esfriamento no interior do computador.

Os dois ventiladores de 8cm existentes em seu interior são realmente eficientes. Tenho utilizado esta fonte em sistemas que ficam por longos períodos ligados, principalmente os computadores de usuários que baixam muitos programas pela Internet deixando o sistema ligado dia e noite.

A posição de seu ventilador orientado a parte interna do sistema, que o deixa localizado próximo ao processador e seu cooler, proporciona resfriamento adicional ao processador.

Concluindo este artigo, cuidado com os gabinetes baratos e de baixa qualidade, que possuem fontes de alimentação que poderão causar problemas ao seu sistema.

Não se deixe enganar por "aparências" de gabinetes que poderão estar escondendo um produto de baixa qualidade.

Para computadores de performance, valerá a troca da fonte de alimentação original por uma de alta potência real e desempenho.

Até o próximo Boletim,

Arnaldo M. Mefano

Aprenda a saber a potência real da sua fonte !!! Como sabemos, os computadores estão consumindo cada vez mais energia e por isso, a escolha de uma fonte de alimentação passou a ser crucial principalmente para quem, assim como eu, adora fazer overclock. Felizmente, existem várias fontes de qualidade: OCZ, Thermaltake, Cooler Master, Seventeam. As fontes são classificadas de acordo com a sua potência (ex: 250W, 300W, 350W, etc). Mas atenção: nos modelos mais simples, a potência real não é a que está rotulada na fonte. Por exemplo: você pode comprar uma fonte rotulada como 400W, que na realidade não chega a ser nem de 350W. Em bom português, a maioria dos fabricantes de fontes de alimentação “maquia” o valor da potência de seus produtos. Se você pesquisar, verá que o preço das fontes de marca é muito maior do que o de fontes “comuns”, de mesma potência. A principal razão é que essas fontes mais caras usam em sua classificação a sua “potência real” e não a “nominal”. Quando o fabricante desssas fontes de marca, informam que ela é de 350W, ela pode realmente ter essa potência. Para sabermos qual é a potência real de uma fonte, basta fazermos alguns cálculos usando os números presentes na etiqueta. Toda fonte de alimentação possui seis saídas: +3,3V, +5V, +12V, -5V, -12V e +5VSB (também chamado standby). Uma etiqueta descreve a corrente que cada uma dessas saídas é capaz de fornecer. A corrente é dada em uma unidade chamada Ampère (A). Para saber a potência de cada uma dessas saídas, basta multiplicar a tensão (volts) pela corrente (em ampères). Nas tensões negativas, não consideramos o sinal de menos. Vamos tomar como exemplo uma fonte barata que é rotulada como sendo de 400W. As suas saídas fornecem as seguintes correntes: 15A (+3,3V), 29A (+5V), 11,5A (+12V), 0,5A (-5V), 0,5A (-12V) e 1,5A (+5VSB). Temos então as seguintes potências: 49,5W (+3,3V x 15A), 145W (+5V x 29A), 138W (+12V x 11,5A), 2,5W (-5V x 0,5A), 6W (+12V x 0,5A) e 7,5W (+5VSB x 1,5A). Para obtermos a potência total da fonte, não podemos simplesmente somar todas as potências individuais, porque as fontes de alimentação para PC´s usam um conceito chamado potência combinada. Aliás, somar todas as potências individuais é uma das formas de se maquiar a potência total da fonte. Assim, para as saídas de +3,3V e +5V você deve considerar só o valor da maior potência. No nosso caso, por exemplo, devemos considerar 145W da saída de +5V e ignorar o valor de 49,5W da saída de +3,3V. Na prática, isso significa somar o valor de todas as potências individuais, ignorando o valor da potência de saída de +3,3V. Aplicando esta regra, temos que a nossa fonte de alimentação é de 299W (145W + 138W + 2,5W + 6W + 7,5W) e não 400W como está rotulada! Em sua defesa, os fabricantes afirmam que rotulam suas fontes com a potência "de pico" que elas suportam. Mas na minha opinião, isso é apenas uma forma de tentar enrolar o consumidor. Espero que gostem dessa dica. Em caso de dúvida, postem aqui para tentarmos solucioná-la. Fonte de pesquisa: Jornal O Dia Tópico original: http://www.doompc.com/forum/viewtopic.php?t=361 Abraço, João Carlos



Fonte de Alimentação A fonte de alimentação do computador é projetada para transformar as tensões comuns da rede elétrica em níveis compatíveis da CPU, além de filtrar ruídos e estabilizar os valores de tensão.

A fonte de alimentação do microcomputador converte a tensão alternada AC 220/110 nas tensões continuas (DC ou VDC) que alimentam as diversas placas e periféricos do computador.

Diagrama de Bloco de Uma Fonte de Alimentação

Especificações Típicas de Entrada VAC de Uma Fonte

Mínimo Normal Máximo Entrada VAC 90 VAC 115 VAC 135 VAC Entrada VAC 180 VAC 230 VAC 265 VAC Freq. entrada 47 Hz - 63 Hz

Corrente Max. ( 115 VAC ) - 7 A - Corrente Max. ( 230 VAC ) - 3,5 A -

Tolerância - ± 10 % -

Podemos encontrar dois tipos principais de fontes que são:

Fonte Linear - é formada geralmente por um transformador AC/DC, retificador, filtro, Transistor de potência, bloco/circuito de controle e saída DC, este circuito é empregado em aparelhos que consomem pouca energia. A fonte de alimentação linear surgiu primeiro na eletrônica, é a mais comum e a que mais tem sido utilizada, principalmente no áudio/vídeo. Veja na figura um esquema simplificado desta fonte.

Fonte de Alimentação Linear Simplificada