Fonte chaveada

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Fonte Chaveada

Função: Uma fonte chaveada (em língua inglesa switched-mode Power supply) é uma unidade de fonte de alimentação eletrônica que incorpora um regulador chaveado; ou seja, um circuito controlador interno que chaveia a corrente, ligando e desligando rapidamente, de forma a manter a tensão de saída estabilizada. Reguladores chaveados são utilizados para substituição de reguladoreslineares mais simples, quando uma eficiência maior, menor tamanho e maior leveza são requeridos.
Classificação: As fontes chaveadas podem ser classificadas de acordo com a forma de onda da tensão de entrada e de saída conforme segue:
* Entrada CA, saída CC: retificador
* Entrada CC, saída CC: conversor de tensão, ou conversor de corrente ou conversor CC/CC
* Entrada CA, saída CA:Conversor de freqüência, cicloconversor
* Entrada CC, saída CA: inversor
Sendo que CA e CC correspondem, respectivamente, às abreviações de corrente alternada e corrente contínua.
Uma fonte chaveada em funcionamento:

A figura mostra as etapas de funcionamento de uma fonte chaveada. Inicialmente a tensão da rede elétrica é retificada e filtrada. Não existe dificuldade técnica na retificação detensões elevadas. Quanto à filtragem, podem ser usados capacitores de menor valor, pois a corrente é mais baixa, apesar da tensão ser elevada. O resultado é uma tensão contínua de valor elevado. Esta tensão passa por um transistor de chaveamento que a transforma em uma onda quadrada de alta freqüência, entre 100 e 200 kHz. Este transistor opera como uma chave elétrica que abre e fecha o circuitopara a passagem de corrente, em alta velocidade. Esta onda quadrada passa por um transformador e tem sua tensão reduzida, porém com valor de corrente maior. Este transformador pode ser pequeno, já que opera com freqüência muito mais elevada, e quanto maior é a freqüência, maior é a facilidade que um transformador tem para fazer o seu trabalho.
Temos então uma corrente alternada, mas com amplitudemenor e freqüência maior. Esta corrente é retificada e filtrada, desta vez usando capacitores de menor tamanho, já que a filtragem também é facilitada pela freqüência elevada. Finalmente temos a etapa de regulação, na qual imperfeições são eliminadas, resultando em um valor constante na saída.
Comparação entre Fonte Linear e Chaveada: Duas principais fontes de alimentação são disponíveis: fontechaveada e a fonte linear. As razões para a escolha de um tipo ou outra pode ser resumida como segue abaixo:
* Tamanho e peso: Fontes de alimentação linear utilizam um transformador operando na freqüência de 50/60 Hz e filtros de linha. Esses componentes são maiores e mais pesados que os correspondentes ao de uma fonte chaveada, que opera em alta freqüência.
* Eficiência: Fontes linearesregulam sua tensão de saída criando uma tensão mais alta que a necessária e então reduzindo-a, convertendo parte dessa energia elétrica em calor. Essa perda é numa parte necessária para o funcionamento do circuito e não pode ser eliminada para melhoria do projeto. Fontes chaveadas não criam tensões maiores que a necessária e apenas pequenas quantidades de energia são dissipadas.
* Potênciadissipada: Esta é determinada pele eficiência supracitada. Fontes lineares produzem muito mais calor do que as chaveadas.
* Complexidade: Fontes lineares são simples o suficiente para serem projetadas por iniciantes. Fontes chaveadas são complicadas, difícil de projetá-las, e o grande número de componentes faz com que seja mais cara para montá-la e para repará-la.
* Ruído: Existe o chaveamentoda corrente em fontes chaveadas que contêm energia em altas freqüências ao contrário das fontes lineares. Isto é devido ao seu oscilador interno operando em torno de 60KHZ. Essa energia em alta freqüência, na faixa de RF (rádio freqüência), facilmente irradia indução eletromagnética aos equipamentos próximos, ou como as ondas de rádio em longas distâncias, causam interferência. Por isso, deve-se...
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