Neste tutorial explicaremos tudo o que você precisa saber sobre as fontes de alimentação para PCs, incluindo padrões, eficiência, correção do fator de potência (PFC), barramentos virtuais, proteções, ripple e ruído e muito mais. Você aprenderá que a potência de uma fonte não deve ser o único fator a ser levado em consideração na hora da compra de uma fonte de alimentação.
Antes de continuarmos, vamos explicar exatamente qual é o papel de uma fonte de alimentação.
Por se tratar de um dispositivo elétrico o computador precisa de eletricidade para que todos os seus componentes funcionem de forma adequada. O dispositivo responsável por prover eletricidade ao computador é a de fonte de alimentação. De forma bastante sucinta poderíamos dizer que a principal função da fonte de alimentação é converter a tensão alternada fornecida pela rede elétrica presente na tomada de sua casa ou escritório (também chamada CA ou AC) em tensão contínua (também chamada CC ou DC). Em outras palavras, a fonte de alimentação converte os 110 V ou 220 V alternados da rede elétrica convencional para as tensões contínuas utilizadas pelos componentes eletrônicos do computador, que são: +3,3 V, +5 V, +12 V e -12 V (tensões alternadas variam pelo mundo e mesmo no Brasil variam de cidade a cidade; durante este tutorial nós usaremos o termo “110 V” para nos referenciarmos às tensões de 110 V, 115 V e 127 V, já quando usarmos o termo “220 V” estamos nos referenciando às tensões de 220 V, 230 V e 240 V. O Japão é o único país cuja tensão alternada está fora deste intervalo, operando a 100 V. A fonte de alimentação também participa do processo de refrigeração do micro, como explicaremos depois.
Existem dois tipos básicos de fonte de alimentação: linear e chaveada.
As fontes de alimentação lineares pegam os 110 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 (composto 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 é necessário, feito por um diodo zener (normalmente com a ajuda de um transistor de potência) ou por um circuito integrado regulador de tensão. Após este estágio a saída é realmente contínua.
Embora fontes de alimentação lineares trabalhem muito bem para aplicações de baixa potência – telefones sem fio, por exemplo –, 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 da tensão alternada na entrada da fonte: 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.
Construir uma fonte de alimentação linear para PCs seria loucura, já que ela seria muito grande e muito pesada. A solução foi o uso de um conceito chamado chaveamento em alta freqüência.
Em fontes de alimentação chaveadas em alta freqüência a tensão de entrada tem sua freqüência aumentada antes de ir para o transformador (tipicamente na faixa de kHz). Com a freqüência da tensão de entrada aumentada, o transformador e os capacitores eletrolíticos podem ser bem menores. Este é o tipo de fonte de alimentação usada nos PCs e em muitos outros equipamentos eletrônicos, como aparelho de DVD. Tenha em mente que “chaveada” é uma forma reduzida de se falar “chaveamento em alta freqüência”, não tendo nada a ver se a fonte tem ou não uma chave liga/desliga.
A fonte de alimentação talvez seja o componente mais negligenciado do computador. Normalmente na hora de comprar um computador, só levamos em consideração o tipo e o clock do processador, o modelo da placa-mãe, o modelo da placa de vídeo, a quantidade de memória instalada, a capacidade de armazenamento do disco rígido, e esquecemo-nos da fonte de alimentação, que na verdade é quem fornece o “combustível” para que as peças de um computador funcionem corretamente.
Uma fonte de alimentação de boa qualidade e com capacidade suficiente pode aumentar a vida útil do seu equipamento e reduzir sua conta de luz (nós explicaremos o porque disso quando falarmos de eficiência). Para se ter uma idéia, uma fonte de alimentação de qualidade custa menos de 5% do preço total de um micro. Já uma fonte de alimentação de baixa qualidade pode causar uma série de problemas intermitentes, que na maioria das vezes são de difícil resolução. Uma fonte de alimentação defeituosa ou mal dimensionada pode fazer com que o computador trave, pode resultar no aparecimento de setores defeituosos (“bad blocks”) no disco rígido, pode resultar no aparecimento da famosa “tela azul da morte” e resets aleatórios, além de vários outros problemas.
Neste tutorial falaremos sobre os aspectos básicos que todos os usuários devem saber. Se você quiser aprender mais sobre os componentes internos da fonte de alimentação nós recomendamos que você leia a continuação do presente tutorial, Anatomia das Fontes de Alimentação Chaveadas, one explicamos em detalhes como os principais componentes de dentro da fonte funcionam.
