Formas de onda em uma fonte de alimentação linear

Transcrição

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2 Tipos de fontes de alimentação As fontes de alimentação podem ser construídas com duas tecnologias: linear ou chaveada. As fontes de alimentação lineares pegam os 127 V ou 220 V da rede elétrica e, com ajuda de um transformador, reduzem esta tensão para, por exemplo, 12 V. Esta tensão reduzida, que ainda é alternada, passa então por um circuito de retificação que é feito por uma série de diodos, transformando esta tensão alternada em tensão pulsante. O próximo passo é a filtragem, que é feito por um capacitor eletrolítico que transforma esta tensão pulsante em quase contínua. Como a tensão contínua obtida após o capacitor oscila um pouco (esta oscilação é chamada ripple), um estágio de regulação de tensão pode ser necessário, feito por um diodo zenerou por um circuito integrado regulador de tensão. Após este estágio a saída é realmente contínua.

3 Formas de onda em uma fonte de alimentação linear

4 Como é implementada a fonte linear?

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6 Esquema de uma fonte linear

7 Embora fontes de alimentação lineares trabalhem muito bem para aplicações que exigem pouca potência telefones sem fio e consoles de videogames são duas aplicações que podemos citar, quando uma alta potência é requerida, fontes de alimentação lineares podem ser literalmente muito grandes para a tarefa. O tamanho do transformador e a capacitância (e o tamanho) do capacitor eletrolítico são inversamente proporcionais à freqüência de entrada da tensão alternada: quanto menor a freqüência da tensão alternada maior o tamanho dos componentes e vice-versa. Como fontes de alimentação lineares ainda usam os 60 Hz (ou 50 Hz, dependendo do país) da freqüência da rede elétrica que é uma freqüência muito baixa, o transformador e o capacitor são muito grandes. Além disso, quanto maior a corrente (ou seja, a potência) exigida pelo circuito, maior é o transformador da fonte de alimentação -> muito caro e pesado!.

8 Fontes chaveadas porque? Uma fonte chaveada (em língua inglesa switched-mode power supply (SMPS)), 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 uma tensão de saída estabilizada. Reguladores chaveados são utilizados para substituição de reguladores lineares mais simples, quando uma eficiência maior, menor tamanho e maior leveza são requeridos. 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.

9 Formas de onda envolvidas

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11 Topologias mais comuns em fontes chaveadas

12 Alguns tipos de arquitetura de fontes chaveadas

13 Alguns tipos de arquitetura de fontes chaveadas

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15 Filtro de entrada

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17 Retificadores

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19 Transistores de chaveamento

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21 Transformador de ferrite

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23 Diodos retificadores do secundário

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25 Desacoplamento Galvânico Por definição, acoplamento galvânico implica na passagem de eletricidade de um ponto a outro. Nas fontes chaveadas deve haver isolação entre o circuito primário (o que vai ligado eletricamente à rede elétrica) e o secundário (o que vai entrar em contato eventual com o usuário). Como a regulação da tensão no secundário ocorre por interação com o funcionamento das chaves no primário, é necessário transmitir algum tipo de informação entre o primário e o secundário. Isto é feito usualmente ou pelo emprego de um opto acoplador ou por meio de um segundo transformador.

26 Componentes do Circuito de realimentação Opto Acopladores Circuito integrado TL494

27 Construção física dos equipamentos

28 Construção física dos equipamentos

29 Construção física dos equipamentos

30 Componentes críticos, que devem ser analisados Transformador (es) Opto-acoplador Resistores de descarga eletrostática Capacitores de filtro para ruído Fusível Placa de circuito impresso (tracking index)

31 Exemplo de defeito -Curto circuito no primário

32 FIM