fonte chaveada
A fonte chaveada converte e estabiliza a energia elétrica por meio de um processo de comutação eletrônica. Apresentando alta eficiência, tamanho compacto e proteção contra curto-circuito e sobrecargas, ela é muito utilizada em eletrônica, telecomunicações e diversas aplicações industriais. Confira as vantagens e tipos desse dispositivo nos tópicos abaixo!
- O que é e para que serve a fonte chaveada?
- Vantagens de uso da fonte chaveada
- Tipos de fontes chaveadas
- Como escolher o melhor modelo de fonte chaveada?
O que é e para que serve a fonte chaveada?
A fonte chaveada é um tipo de fonte de alimentação que converte a energia elétrica de corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC), ou vice-versa, por meio do uso de dispositivos eletrônicos de comutação, como transistores ou circuitos integrados.
Também chamada de switched-mode power supply (SMPS), ela pode apresentar recursos adicionais, como proteção contra surtos, curtos-circuitos, superaquecimentos e sobrecarga, dependendo do modelo.
Esse tipo de fonte de alimentação é utilizado em uma variedade de aplicações, desde eletrônicos de consumo, como computadores e smartphones, até equipamentos industriais e sistemas de comunicação
Em resumo, a principal função de uma fonte chaveada é fornecer energia elétrica estável e regulada para alimentar diferentes dispositivos eletrônicos.
Vantagens de uso da fonte chaveada
A fonte chaveada desempenha um papel muito importante ao viabilizar uma tensão contínua estável para os dispositivos, além de oferecer vantagens ainda maiores em termos de eficiência.
Dentre os principais benefícios, é possível citar:
Regulação de tensão
A fonte de alimentação chaveada é capaz de fornecer uma tensão de saída mais estável e regulada, mesmo quando há variações na carga ou na tensão de entrada.
Isso é importante para garantir um fornecimento de energia confiável e consistente para os dispositivos alimentados pela fonte.
Amplas faixas de tensão de entrada
Muitas fontes chaveadas são projetadas para operar em uma ampla faixa de tensões de entrada, o que possibilita que sejam utilizadas em diferentes países ou regiões do mundo com diferentes padrões de alimentação elétrica.
Controle e proteção avançados
A fonte de alimentação chaveada oferece recursos avançados de controle e proteção, como controle de corrente, controle de tensão, limitação de corrente, proteção contra curto-circuito, proteção contra sobrecarga e proteção contra superaquecimento.
Esses recursos ajudam a proteger os dispositivos conectados à esteira porta cabos, por exemplo, pois evitam uma série de danos elétricos, aumentam sua confiabilidade e prolongam sua vida útil.
Eficiência energética
A fonte chaveada é projetada para minimizar as perdas de energia durante o processo de conversão.
Isso é alcançado por meio de técnicas como a modulação de largura de pulso (PWM) e a modulação de frequência (FM), que controlam a quantidade de energia fornecida em cada ciclo de comutação.
Dessa forma, a fonte de alimentação chaveada é capaz de operar em alta frequência, aproveitando melhor a energia disponível, que pode atingir até 98% de potência em modelos mais tecnológicos.
Em geral, isso ajuda a reduzir o consumo de energia, algo que contribui inclusive com a sustentabilidade ambiental.
Tamanho compacto
A fonte de alimentação chaveada pode ser encontrada em tamanhos menores e mais compactos, ocupando menos espaço dentro dos dispositivos.
Isso é especialmente útil em aplicações onde o tamanho e o peso são críticos, como dispositivos portáteis ou equipamentos embarcados.
Essas são algumas das principais vantagens de utilizar uma fonte de alimentação chaveada, além de ser um dispositivo de baixo custo de produção e longa vida útil.
Tipos de fontes chaveadas
A fonte chaveada costuma ser classificada de maneiras distintas, como com base na onda de entrada e saída.
Nessa classificação, é possível encontrar:
- Retificador: entrada CA e saída CC;
- Conversor de corrente: entrada CC e saída CC;
- Conversor de frequência: entrada CA e saída CA;
- Inversor: entrada CC e saída CA.
A partir disso, é possível classificar praticamente qualquer fonte chaveada, bastando analisar o seu tipo de conversão.
Além da opção de conversão, também é dá para encontrar fontes no padrão americano ou europeu, que serão destacadas com mais detalhes nos subtópicos abaixo!
Fonte chaveada padrão americano
Também conhecida como fonte colmeia, esse tipo de fonte chaveada opera por meio da abertura e fechamento do circuito, controlando a tensão desejada por meio de um circuito PWM.
Ela é capaz de fornecer correntes elevadas sem a necessidade de um transformador e é composta por circuitos de comando e proteção, um filtro de alta frequência, um retificador e um interruptor eletrônico.
Fonte chaveada padrão europeu
A fonte chaveada de padrão europeu destaca-se pelo seu alto padrão de fabricação e eficiência de aproximadamente 90%.
Essas fontes são projetadas para serem utilizadas em ambientes industriais severos, seguindo normas rigorosas de compatibilidade eletromagnética para garantir proteção contra a emissão de interferências.
Elas são fabricadas com uma estrutura confiável, com recursos como alojamento fechado, conexões à prova de toque acidental, isolamento elétrico, LEDs de sinalização, fusível integrado na entrada e proteção contra curto-circuito, circuito aberto e sobrecarga de rede.
Além disso, essas fontes são adaptadas para instalação em trilho DIN, o que facilita e agiliza o processo de instalação.
Por fim, vale destacar que existem outros designs de fontes chaveadas, como as topologias meia-ponte, ponte completa e ressonante.
Cada uma dessas topologias possui características específicas em termos de eficiência, regulação de tensão, tamanho e complexidade do projeto.
Como escolher o melhor modelo de fonte chaveada?
A escolha do tipo de fonte chaveada depende das necessidades específicas da aplicação, incluindo faixa de tensão de entrada e saída, requisitos de potência, eficiência energética desejada, tamanho físico e custo.
Esses fatores são cruciais para fazer uma escolha apropriada de fonte de alimentação chaveada e devem ser devidamente analisados antes de instalar o dispositivo em um projeto.
Além disso, é importante escolher um modelo de fonte regulamentado pelo INMETRO e que tenha os certificados de segurança necessários, como a norma de Compatibilidade Eletromagnética EN 61000-6-2.
Ao avaliar esses fatores, é possível selecionar o modelo de fonte chaveada mais adequado para atender às necessidades específicas da aplicação, garantindo uma fonte confiável e eficiente para a alimentação de dispositivos eletrônicos.
Por fim, é fundamental averiguar a conformidade do produto com as normas para evitar riscos sérios à instalação, como curtos-circuitos, incêndios e danos aos equipamentos.
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