Manutenção Eletrônica. Prof. Arnaldo I. I. C. A. & I. T. Tech. Consultant

Transcrição

1 Manutenção Eletrônica Prof. Arnaldo I. I. C. A. & I. T. Tech. Consultant

2 Fontes Alimentação Definições Básicas

3 Fontes Alimentação E. E. Muitos São os Tipos de Sistemas, Máquinas, Equipamentos, Dispositivos, Circuitos &/ou Componentes E. E. que Operam Bem a partir de Alimentação de Energia Elétrica em Corrente Alternada ( C. A. ) Fornecida Diretamente pelos Pontos de Carga & Tomadas das Redes Elétricas Convencionais, Mas Existem Vários Modelos de Cargas Consumidoras que Precisam que tais Níveis de Energia C. A. Sejam Convertidos em Corrente Contínua ( C. C. ) para que, Só Assim, Possam Funcionar Correta & Adequadamente

4 Fontes Alimentação E. E. Assim, a Função Primordial das Fontes para Alimentação E. E. ( PSU - Power Supply Unit ) é Receber da Rede Elétrica os Potenciais de Energia C. A., Convertendo-os Corretamente em Energia C. C., Efetuando as Filtragens dos Sinais E. E. Resultantes, Enquanto Regulam & Estabilizam os Valores Nominais das Tensões & Correntes Elétricas que Serão Fornecidos às Cargas Op. Interconectadas Diretamente aos seus Terminais de Saída Funcional

5 Fontes E. E. Lineares x Chaveadas

6 Fonte Chaveada Pout = 65 W Fonte Linear Pout = 30 W

7 Fontes Alimentação E. E. Lineares Compostas pelos Blocos Op. Formados por : Transformador de Energia ( Trafo B. F. Redutor ) Elemento Retificador ( Singelo, Duplo ou Ponte ) Elemento(s) de Filtragem de Sinais E. E. Regulador de Tensão ( Analógico ou Digital ) Componentes de Aterramento Elétrico

8 Fontes Alimentação E. E. Lineares Indicadas para Vários Tipos de Aplicações Op. Quando se Necessitam de Valores Regulados, Constantes ou Não, de Tensões & Correntes C. C., Ofertando, nas Saídas, Níveis de Energia Menores que os Aplicados em suas Entradas ; No Projeto destas Fontes, Deve-se Saber Exatamente os Níveis de Tensão & Corrente Exigidos pelas Cargas Op., pois o Trafo Redutor Será Dimensionado Conforme os Índices de Potência a Ser Entregues nas Saídas & Assim, a Tensão deste Trafo Deverá Ser Sempre Pouco Maior que a Tensão de Saída da própria Fonte, para Compensar as Perdas Op. de seu Circuito Interno, Permitindo que os Elementos de Filtragem & Regulagem das Sinalizações de Energia Possam Operar SEM Transtornos Técnicos, Fornecendo Níveis de Energia C. C. de Boa Qualidade às Cargas que Serão Conectadas em suas Saídas Op. ;

9 Fonte de Alimentação Linear 1Ø Saída C. C. Regulada Fixa 1 A

10 Fonte Linear Variável Regulada 12 Vcc / 1 A com Proteção Contra Curto-Circuito GND

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12 Fontes Alimentação E. E. Lineares Principais Vantagens Técnicas Funcionais : Simplicidade Técnica Relativa de Projeto Facilidades nas Montagens Físicas Modos Silenciosos de Operação Resposta Op. Dinâmica Considerada Rápida Robustez, Confiabilidade & Baixos Custos Principais Desvantagens Técnicas Funcionais : Usam Trafos B. F. para Redução de Tensões Op. Possuem Baixa Eficiência & Perdas Maiores Rendimento Op. entre 30% a 60% Dissipadores de Calor com Grandes Áreas Físicas Grandes Volumes Físicos & Pesos Consideráveis

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14 Fonte E. E. Linear 220 / 127 Vca 5 / 15 / 24 Vcc 0.5 / 2.5 / 12 A

15 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Fontes E. E. Comutadas ou Fontes Chaveadas ( SMPS - Switched Mode Power Supply ) Possuem Bloco Op. Interno Modulador Regulador Chaveado que Altera Cíclica & Muito Rapidamente Valores das Correntes Internas Visando Manter os Níveis das Tensões de Saída Bem Regulados & Estabilizados ; Substituem Fontes Lineares, Principalmente Quando os Circuitos E. E. Internos das Cargas Op. Precisam de Maiores Índices Técnicos de Potência de Saída, Mais Estabilidade, Rendimento, Confiabilidade, Eficiência, Qualidade de Energia & Vida Útil Op., Além de Volumes & Dimensões Físicas Menores, que Levam a Valores Reduzidos de Peso Total ;

16 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Em Contrapartida, os Projetos destas Fontes E. E. Possuem Circuitos Op. Internos Muito Mais Complexos Tecnicamente que Fontes Lineares, São Mais Caras & para Alguns Tipos de Cargas &/ou Regimes de Operação, Podem Apresentar Geração Indevida de Transientes & Ruídos E. E., E. M. & Sonoros, Além de Eventos R.F.I. & TV.I. que, Se Não Tratados Corretamente &/ou mesmo Suprimidos, Causarão Problemas Técnicos &/ou Diminuições nos Níveis de Eficiência Energética das Redes Elétricas C. A., das próprias Fontes & dos Circuitos &/ou Componentes E. E. Internos das Cargas Op. que Estarão Sendo Alimentadas

17 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Diagrama Blocos Op. Modelo Básico Fonte Chaveada Conversor Buck Filtro de Linha : Efetua Proteção Contra Ruídos E. E. & Interferências Entre os Circuitos Internos da Fonte & a Rede Elétrica CA ( nos 2 Sentidos Op. ) ; Retificador com Filtro de Entrada : A Maioria dos Tipos destas Fontes Conversoras Buck, Bost, Forward,... Convertem CA CC Direto da Rede Elétrica Enquanto Filtram Ruídos, Eliminando Uso do Trafo Redutor B. F. ;

18 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Interruptor Eletrônico : Normalmente, Transistor BJT, IGBT ou MOSFET Operando como Chave E. E. em Modo On-Off ( Corte & Saturação ), em Fop. s Elevadas, com Baixos Níveis de Perdas E. E., Sendo que para se Evitar a Produção de Ruídos E.E. Audíveis, estas Fop. s > 20 khz ; Trafo A. F. : Este Modo Chaveamento E. E. Produzirá Tensão Pulsada que, Através deste Trafo A. F. Deverá Ser Reduzida ou Aumentada, Conforme as Necessidades Op. Solicitadas pelas Saídas da Fonte, Promovendo Também Isolamento E. E. Entre Rede Elétrica & tais Saídas ; Retificador & Filtro A. F. : Convertem Valores & Também Melhoram os Níveis de Qualidade Op. das Tensões E. E. Pulsantes Obtidas na Saída do Trafo A. F. ;

19 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Controle A. F. : Irá Executar Controle dos Tempos de Condução do Interruptor E. E., Sendo que, Normalmente, 1 Circuito Comparador Irá Receber Amostras Cíclicas da Tensão de Saída, Comparando-as à 1 Tensão Referencial, Corrigindo & Ajustando os Valores da Tensão da Saída Enquanto Garante Isolamento E. E. Entre Saída da Fonte & Rede Elétrica C. A. Por Intermédio de 1 Acoplador Óptico Entre esta Saída & o próprio Circuito de Controle A. F. ; Se Tensões de Saída Forem Muito Baixas, o Interruptor E. E. é Comandado para Conduzir por Tempos Maiores, Caso Contrário, tal Comando Irá Fazer o Interruptor E. E. Conduzir por Tempos Menores, com tal Modo de Controle Sendo Conhecido por Modulação de Largura de Pulsos ou PWM -- Pulse Width Modulation ;

20 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Circuitos de Comando & Proteções Op. : Incorporam Tecnologias para Proteção Contra Curtos-Circuitos, Sobre-Tensões &/ou Correntes & Também Contra Outras Condições Anormais &/ou Indesejáveis de Funcionamento da Fonte ; Alguns Projetos Incorporam Circuitos Auxiliares para Acionamento & para Comandos Específicos dos Modos Op. do Interruptor E. E. & para Certos Modelos de Fontes Chaveadas Ressonantes São Utilizados Outros Interruptores Auxiliares ;

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23 Fontes Alimentação E. E. Chaveadas Eficiência - Mesmo Modelos Mais Simples destas Fontes Possuem Níveis ɛ 65% & Fontes Projetadas para Obterem Índices Superiores de Qualidade Op. os Níveis ɛ 95% ; Temperaturas Op. Os Níveis de Dissipação Térmica São Menores, no Entanto, Como seus Volumes Físicos São Reduzidos é Comum o Uso de Auxiliar Coolers ; Relação Potência E. E. / Peso - Normalmente 100 W / kg & Com Uso de Ventilação Forçada & Componentes E. E. Mais Qualificados Podem Melhorar Mais tal Índice ; Relação Volume / Potência E. E. - Normalmente 8 cm³ / W, Podendo-se Melhorar tal Índice de Desempenho Op. com Componentes E. E. Mais Avançados & Qualificados ; IMPORTANTE : Tais Fontes Demandam Projetos Cuidadosos, com Boas Soluções de Filtragem, Blindagem & Ventilação ;

24 Fontes de Alimentação Chaveadas Tecnologias Mais Eficientes Printers, Plotters, Prof. Sounds, Game Consoles,... Solid State Lighting Digital Flat TVs & Monitors PCs, Notebooks, Tablets, Pads, Smartphones,...

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26 650 Wrms Power Supply ( 85% Efficient )

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28 Fontes E. E. Qualificação Operacional

29 Fontes Alimentação E. E. Índices de Qualificação Técnica Um dos Melhores Indicadores Técnicos de Qualidade Funcional para os Modelos de Fontes E. E. Lineares & Chaveadas Seriam suas Próprias Etiquetas Identificadoras &/ou mesmo suas Folhas de Dados ( Datasheets ) Demonstrando Todos os Selos de Aprovação Referentes às Certificações Técnicas dos Órgãos Normativos &/ou Laboratórios de Testes Reconhecidos naqueles Países aonde tais Produtos Foram Produzidos &/ou Aonde Serão Oficialmente Comercializados

30 Selos de Qualificação Técnica Operacional

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