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Tudo o que você precisa saber sobre fontes de alimentação


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Tudo o que você precisa saber sobre fontes de alimentação

Estabilidade da Tensão, Ripple e Ruído

As tensões nas saídas de uma fonte de alimentação precisam estar bem próximas de seus valores nominais. Em outras palavras, queremos ver as saídas de +12 V fornecendo +12 V e não +13 V!

As tensões tendem a cair com o aumento na carga. Fontes de alimentação usadas em computadores, chamadas fontes de alimentação chaveadas ou conversores DC-DC, são sistemas de laço fechado, o que significa que elas estão constantemente lendo os valores na saída e reconfigurando a fonte automaticamente para certificar-se de que as saída estão sempre fornecendo suas tensões corretas.

Uma pequena diferença de até 5% para as tensões positivas ou até 10% para as tensões negativas é tolerável. Ver tabela abaixo. A tensão de -5 V não é mais usada e a incluimos na tabela apenas para referência.

Saída

Tolerância

Mínimo

Máximo

+12 V

±5%

+11,40 V

+12,60 V

+ 5 V

±5%

+4,75 V

+5,25 V

+5VSB

±5%

+4,75 V

+5,25 V

+3,3 V

±5%

+3,14 V

+3,47 V

-12 V

±10%

-13,2 V

-10,8 V

-5 V

±10%

-5,50 V

-4,50 V

Além disso, a fonte de alimentação precisa ser capaz de fornecer uma saída “limpa”. Em um mundo perfeito as tensões nas saídas da fonte seriam descritas como uma linha horizontal quando vista em um osciloscópio. Porém, no mundo real elas não são perfeitamente retas e apresentam uma pequena oscilação, chamada ripple. No topo desta oscilação você pode ver alguns picos ou ruídos. O ripple e o ruído juntos não podem exceder 120 mV nas saídas de +12 V e 50 mV nas saídas de +5 V e +3,3 V. Esses valores são pico-a-pico.

Vamos mostrar a você alguns exemplos para uma melhor compreensão desta questão. Na Figura 34, temos a saída de +12 V da fonte de alimentação PC Power & Cooling Silencer 750 Quad fornecendo 750 W. Como nosso osciloscópio estava ajustado em 0,02 V/div, isto significa que cada quadrado verde representa 0,02 V (20 mV) no eixo y. O nível de ruído medido por nosso osciloscópio foi de 50 mV, muito longe do limite máximo de 120 mV. Agora compare a Figura 34 com a Figura 35. A Figura 35 mostra a saída de +12 V da fonte WiseCase WSNG-650WR-2*8+APFC fornecendo 650 W. Nosso osciloscópio mediu 115,4 mV. Apesar de estar dentro da especificação (quase no limite), sempre queremos ver fontes de alimentação com valores de oscilação e ruído com os menores valores possíveis. Metade do nível máximo permitido é uma boa medida.

cdh976_32.gif
Figura 33: Baixo nível de ruído.

cdh976_33.gif
Figura 34: Alto nível de ruído.

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Comentários de usuários

Respostas recomendadas

Existe um erro nos diagramas de pinos dos conectores PEG. O artigo indica no conector de 6 pinos que 3 pinos são 12v, enquanto na verdade só existem 2. Ainda no conector PEG, o de 8 pinos é indicado 4 pinos 12v enquanto só existem 3.

No conector de unidade de disquete (o de tamanho pequeno) contém a numeração dos cabos invertida em relação ao conector de periféricos("MOLEX"), deixando a configuração de pinos mostrada parcialmente errada.

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Existe um erro nos diagramas de pinos dos conectores PEG. O artigo indica no conector de 6 pinos que 3 pinos são 12v, enquanto na verdade só existem 2. Ainda no conector PEG, o de 8 pinos é indicado 4 pinos 12v enquanto só existem 3.

Não sei de onde você tirou esta informação, mas ela está incorreta. Em conectores para placas de vídeo (PEG) de seis pinos, três são +12 V e três são terra, enquanto que em conectores de oito pinos quatro são +12 V e quatro são terra. Basta olhar em qualquer fonte de alimentação ou na seção 6.1.8. (Tabela 14 na página 19) da especificação EPS12V. Anexo a tabela para você conferir.

No conector de unidade de disquete (o de tamanho pequeno) contém a numeração dos cabos invertida em relação ao conector de periféricos("MOLEX"), deixando a configuração de pinos mostrada parcialmente errada.

Esse realmente estava errado, corrigi criando uma tabela separada para o conector de alimentação para unidades de disquete.

Muito obrigado por apontar este erro.

Abraços,

Gabriel Torres

post-2-13884965734332_thumb.jpg

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Então, os conectores EPS12v (para placa mãe) são diferentes dos conectores PEG (para placas de vídeo).

No mesmo artigo nós vemos a imagem do conector PEG 6 pinos com adaptador para virar 8 pinos. Neste extra de 2 pinos os dois cabos são pretos, assim não poderíamos ter 4 pinos +12v como mostra a pinagem no fim do artigo.

Segue os esquemas corretos de pinagem que encontrei:

http://www.tomshardware.com/reviews/power-supply-specifications-atx-reference,3061-12.html

Abraços,

Tadeu

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Então, os conectores EPS12v (para placa mãe) são diferentes dos conectores PEG (para placas de vídeo).

No mesmo artigo nós vemos a imagem do conector PEG 6 pinos com adaptador para virar 8 pinos. Neste extra de 2 pinos os dois cabos são pretos, assim não poderíamos ter 4 pinos +12v como mostra a pinagem no fim do artigo.

Segue os esquemas corretos de pinagem que encontrei:

http://www.tomshardware.com/reviews/power-supply-specifications-atx-reference,3061-12.html

Abraços,

Tadeu

Oi Tadeu,

Muito interessante o link que você passou. Acabei de verificar também o seguinte material no site da PCI-SIG: http://www.pcisig.com/developers/main/training_materials/get_document?doc_id=fa4ec3357012d69821baa0856011c665ac770768

Aparentemente tanto eu quanto você estávamos errados.

Na página 7 desta apresentação há uma tabela explicando o significando dos pinos sense0 e sense1. Eles são pinos que formam um código com quatro combinações (00, 01, 10 e 11) para a configuração do conector. Por exemplo, no caso do conector de oito pinos (2x4), se esses dois pinos estiverem aterrados, isso significa que o conector é de oito pinos (2x4) e, com isso, a placa de vídeo pode puxar até 150 W do conector de alimentação auxiliar. Por isso esses pinos são aterrados em conectores de oito pinos, porém esses terras são usados para a configuração do conector...

Espero que agora tenhamos esclarecido essa situação... Ou seja, em conectores de 6 pinos dois pinos são +12 V, dois pinos são terra, um pino não é conectado porém normalmente usado para +12 V e um pino é de configuração do conector. Em conectores de 8 pinos três pinos são +12 V, três pinos são terra e dois pinos são de configuração.

Estou corrigindo o artigo imediatamente.

Muito obrigado por apontar este erro.

Abraços,

Gabriel Torres

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Eu não entendi as figuras 30 e 31. No texto diz que numa fonte moderna, a saída de 12 V deve oferecer mais corrente que a saída de 5 V, mas nas duas imagens, a maior corrente é da saída de 5 V.

 

Agora se for analisar a questão da potência, em watts, a fonte da figura 31 oferece mais watts na saída de 12 V (12 V * 18 A = 216 W) que na saída de 5 V (5 V * 30 A = 150 W).

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  • Administrador
Em 29/01/2023 às 20:09, De Los Santos disse:

Eu não entendi as figuras 30 e 31. No texto diz que numa fonte moderna, a saída de 12 V deve oferecer mais corrente que a saída de 5 V, mas nas duas imagens, a maior corrente é da saída de 5 V.

 

O que você deve observar é a potência total combinada. Na Figura 30, a fonte de alimentação tem uma potência máxima combinada nas linhas de +5 V e +3,3 V de 155 W, e nas saídas de +12 V é de 504 W.

 

Lembre-se ainda que potência é um produto da tensão pela corrente:

 

P = V x I

 

Logo, para gerar 100 W com +5 V, será necessária uma corrente de 20 A, ao passo que para gerar 100 W com +12 V, será necessária uma corrente de 8,3 A.

 

Ademais, a fonte da Figura 30 tem um projeto de quatro barramentos de +12 V (veja: +12V1, +12V2, +12V3 e +12V4), cada uma com um limite de 16 A. Isto equivaleria a um limite total de 64 A, que é muito maior que o limite de 24 A da saída de +5 V. Isto deve esclarecer a sua dúvida.

 

Abraços.

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  • Administrador

@Leonardo Gabriel Rodrigues A especificação EPS12V não define um limite oficial. Na prática, dependerá da qualidade dos pinos e bitola do fio. Em geral, pode-se assumir um limite de 7 A por fio de +12 V, perfazendo, portanto, um total de 336 W. http://www.playtool.com/pages/psuconnectors/connectors.html#eps8

 

As versões mais recentes da especificação ATX12V recomendam o descrito na imagem abaixo.

 

Para informações mais detalhadas: https://edc.intel.com/content/www/us/en/design/ipla/software-development-platforms/client/platforms/alder-lake-desktop/atx-version-3-0-multi-rail-desktop-platform-power-supply-design-guide/2.0/processor-configurations/

 

atx12v-cpu.png

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