Que fonte de alimentação escolher?

Fonte de alimentação MTM POWER

Para converter energia entre redes elétricas com diferentes características e dispositivos com diferentes necessidades de carga, existem quatro tipos de fontes de alimentação.

Fontes de alimentação AC/DC (ou CA/CC): são as fontes de alimentação da maioria dos dispositivos que utilizamos no dia a dia, como os carregadores de telemóveis. A fonte de alimentação converte a corrente alternada da rede em corrente contínua e ajusta a tensão às necessidades do dispositivo.

Fontes de alimentação DC/DC (ou CC/CC): são as fontes de alimentação utilizadas em grande parte dos dispositivos eletrónicos, como os computadores, por exemplo. Modificam a tensão de entrada e podem, se necessário, alterar a forma da onda.

Fontes de alimentação AC/AC (ou CA/CA): são usadas em aplicações muito específicas, como certos amplificadores de áudio. Permitem baixar a tensão da rede.

Fontes de alimentação de laboratório: também conhecidas por fontes de alimentação de bancada, estão entre os instrumentos de teste e medição mais utilizados. Oferecem a possibilidade de alterar diferentes parâmetros da corrente elétrica a fim de testar equipamentos elétricos.

As fontes de alimentação podem ser divididas em duas categorias, consoante o seu princípio de funcionamento:

• Fontes de alimentação lineares
• Fontes de alimentação comutadas (ou fontes de alimentação chaveadas)

Fonte de alimentação linear COMELIT

Fonte de alimentação linear

Este tipo de fonte de alimentação fornece uma ou mais tensões contínuas estabilizadas e constantes, independentemente das variações de tensão da rede. 

Uma fonte de alimentação linear é composta por um transformador, um retificador, um filtro e um regulador (ou circuito de controlo).

O transformador baixa o nível da tensão da rede, o retificador converte a tensão alternada em tensão contínua, o filtro armazena a energia de modo a tornar mais constante e linear a tensão obtida à saída do retificador e, por fim, o regulador estabiliza e regula a tensão de saída. 

Uma fonte de alimentação linear pode fornecer de alguns watts até várias centenas de watts.

• Aplicações: este tipo de fonte de alimentação é adequado para equipamentos de áudio. As fontes de alimentação de laboratório são também maioritariamente lineares.

• Vantagens: é fácil de instalar, oferece boa estabilidade e apresenta boa resistência térmica.

• Desvantagens: apresenta um baixo nível de eficiência devido às elevadas perdas de energia. Além disso, a fonte de alimentação linear é volumosa e pesada.

Fonte de alimentação comutada JVL

Fonte de alimentação comutada, ou fonte de alimentação chaveada

Com este tipo de fonte de alimentação, a regulação é efetuada por componentes eletrónicos de potência, como os transístores, responsáveis pela comutação (também chamada chaveamento). Ao contrário das fontes lineares, certas fontes de alimentação de modo comutado transmitem instantaneamente a potência.

As fontes de alimentação comutadas evoluíram bastante desde a década de 1980 com vista a superar as desvantagens das fontes de alimentação lineares, nomeadamente o peso elevado e a baixa eficiência. 

• Aplicações: este tipo de fonte de alimentação é adequado para dispositivos eletrónicos comuns, tais como computadores, televisores, carregadores de telemóvel, etc.

• Vantagens: a fonte de alimentação comutada tem uma eficiência muito elevada. Como funciona com um transformador bastante mais pequeno, é mais leve e mais compacta do que uma fonte linear.

• Desvantagens: este tipo de fonte de alimentação gera ruído (harmónicas) e níveis significativos de ripple.

A função de uma fonte de alimentação é fornecer uma tensão estável, independentemente do valor da corrente de entrada. Essa função é realizada pela ação dos diferentes componentes da fonte: o filtro, o estabilizador e o regulador.

Filtro

O filtro transforma a tensão de saída do retificador numa tensão contínua tão linear quanto possível. Este é constituído por um condensador (capacitor) com uma capacitância geralmente elevada, na ordem de vários microfarads (µF).

Estabilizador

O estabilizador garante um valor fixo da tensão de saída, ainda que ocorram variações da tensão de entrada. Uma estrutura composta por um díodo zener associado a um transístor absorve as variações de carga.

Regulador

O regulador também mantém a tensão de saída num dado valor mas, contrariamente ao estabilizador, verifica o seu comportamento quando há alterações na tensão de alimentação. Por exemplo, se a tensão de saída diminuir, o regulador modifica os seus parâmetros a fim de compensar esta queda.

Para proteger os seus equipamentos elétricos, é importante: 

• assegurar a dissipação de calor;
• instalar uma proteção contra a sobretensão.

Em caso de sobreaquecimento ou se um raio atingir a rede elétrica, toda a instalação elétrica pode sofrer danos e existe risco de incêndio. Por uma questão de segurança, há que calcular cuidadosamente a potência máxima necessária à alimentação do equipamento. Deve também prever fusíveis e disjuntores para proteger a instalação elétrica e os dispositivos a ela ligados.