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    Marcos, São Paulo
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Fonte de Alimentação

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Fontes de Alimentação: Lineares e Chaveadas

Uma fonte ajustável de alimentação ou fonte regulável digital é um equipamento eletrônico no qual podemos ajustar tanto a tensão quanto a corrente de saída para alimentar / energizar um circuito eletrônico ou realizar testes de funcionalidade.

A fim de poder alimentar de forma adequada componentes e equipamentos, as fontes de alimentação ajustáveis transformam a energia elétrica da rede sob a forma de corrente alternada (CA) em uma energia elétrica de corrente contínua (CC).


Modelos de Fonte de Alimentação   

Geralmente a fonte ajustável é utilizada em mesas ou bancadas de trabalho, elas visam auxiliar em testes, reparos e recargas de diversos equipamentos eletrônicos, como: celulares, câmeras digitais, testes de motores e lâmpadas, recarregar pilhas e baterias, alimentar projetos eletrônicos em Protoboards, efetuar testes de consumo e identificação de curto, dentre outras aplicações.


Uma fonte ajustável de alimentação faz parte das ferramentas essenciais e indispensáveis de uma bancada eletrônica completa. Podemos encontrar no mercado tanto fontes lineares quanto fontes chaveadas


Fontes ajustáveis de alimentação, como funcionam?

As fontes de alimentação ajustáveis são de fácil instalação e podem ser dispostas sobre qualquer mesa ou bancada de trabalho. Sua instalação é simples, bastando ao operador conectá-la a uma tomada. Porém, deve ser observada primeiramente a sua tensão de entrada, se 110V ou 220V, para evitar a sobrecarga e consequentemente sua deterioração. Para conectar as pontas de prova, deve ser observadas as cores padrão, preto e vermelho.

 

Uma fonte de alimentação para bancada é um aparelho ou dispositivo eletrônico constituído por quatro blocos de componentes elétricos: um transformador de força (que aumenta ou reduz a tensão), um circuito retificador, um filtro capacitivo e/ou indutivo e um regulador de tensão.

 Fontes reguláveis de alimentação

Dentre os tipos de fonte varíavel de alimentação podemos citar: as fontes utilizadas diretamente em computadores, que são responsáveis pela alimentação de utilitários internos e periféricos, as fontes utilizadas para carregar aparelhos de celular (ambas as fontes não são variáveis) e as fontes ajustáveis de bancada, que são utilizadas para alimentar de forma controlada componentes elétricos que passarão por testes, além de auxiliarem nas linhas de montagem e universidades.

 

Como este artigo se destina exclusivamente a esclarecimentos sobre a fonte regulável / fonte ajustável / fonte de bancada, deixamos de lado as fontes de alimentação utilizadas em computadores e celulares para analisar detalhadamente as fontes reguláveis de bancada.

 

O objetivo principal de uma fonte ajustável é transformar a energia elétrica da rede, recebida sob a forma de corrente alternada (AC - Alternating Current), em uma energia elétrica de corrente contínua (DC - Direct Current), tensão esta mais adequada para a alimentação de equipamentos elétricos e eletrônicos mais sensíveis.



Fonte regulável de alimentação “Linear”


Em uma fonte regulável ou fonte ajustável de alimentação linear para bancada, a tensão alternada da rede elétrica é aumentada ou reduzida por meio de um transformador, a seguir é retificada por diodos ou ponte de diodos retificadores para que somente os ciclos positivos ou os negativos possam ser usados, após é filtrada para reduzir o ripple (ondulação) e finalmente reguladas pelo circuito regulador de tensão. 

Componentes internos de uma fonte linear

Depois de passar por estes quatro ciclos a tensão estará pronta para ser usada na alimentação de algum componente sensível. É por meio deste último circuito, denominado regulador de tensão é que o operador poderá determinar a quantidade exata de tensão e corrente que será enviado pela saída até o equipamento que está sendo carregado. Este regulador de tensão é composto de um transistor (potenciômetro) que de forma analógica determina quanto de tensão e quanto de corrente deverá ser enviados aos terminais de saída, já estando integrado na fonte de bancada .

Esquema em blocos de uma fonte linear


Fonte regulável de alimentação “Chaveada”

 

fonte regulável de alimentação chaveada utiliza-se de um transformador de alta frequência que permite que seja reduzido consideravelmente o seu tamanho e o seu peso em relação às fontes lineares. Essa fonte ajustável utiliza-se de transistores especiais (FETs) como interruptores eletrônicos de alta comutação, que diminuem as perdas e aumentam o seu rendimento total. Dessa forma, a potência controlada pela fonte de bancada fica maior.

Componentes internos de uma fonte chaveada

As fontes chaveadas ou comutadas podem dissipar potências maiores utilizando componentes menores em relação às fontes lineares e também, trabalhar com modulação de pulso, alterando a frequência da rede para uma faixa entre 20 e 60kHz. De modo que com esta maior frequência, os principais componentes (transformador e capacitor de filtro) podem ser empregados em tamanho reduzido, diminuindo consideravelmente seu peso final.

 

A regulagem destas fontes chaveadas ocorre devido a um circuito de controle com realimentação que de acordo com a tensão de saída altera o ciclo de condução do sinal de chaveamento, ajustando a tensão de saída para um valor desejado e pré definido. A vantagem é que o rendimento de potência é maior e a perda por geração de calor é bem menor do que nas fontes lineares. Além disso, necessita de transformadores menores e mais leves. A desvantagem é a emissão de ruídos e a interferência eletromagnética devido à alta freqüência de chaveamento.

Esquema em blocos de uma fonte chaveada


Este é um artigo feito a partir de pesquisas e estudos, que tem por objetivo diferenciar e especificar os diferentes modelos de fonte variável de bancada.


Este texto tem o intuito, tanto de sanar dúvidas frequentes à respeito da fonte de bancada linear e da fonte chaveada, bem como de auxiliar técnicos e profissionais na escolha da melhor fonte regulável para sua bancada.