Tudo o Que Você Precisa Saber Sobre as Proteções da Fonte de Alimentação

Proteção Contra Sobrecarga de Corrente (OCP)

Há muitas informações equivocadas a respeito da proteção contra sobrecarga e corrente (OCP) e uma explicação sobre o porquê ela existe é oportuna.

Existe uma regulamentação de segurança internacional chamada IEC 60950-1 (na qual o Brasil não é signatário) que diz que nenhum condutor pode transportar mais de 240 VA em equipamentos de computadores. Como fontes de alimentação para computadores fornecem corrente contínua, significa que nenhum fio de saída da fonte pode transportar mais do que 240 W.

Quando se trata da saída de +12 V, nós temos que isto é igual a uma corrente de 20 A (P = V x I; ou seja, I = P / V ou 240 W / 12 V).

Claro que este limite relativamente baixo impediria que os fabricantes produzissem fontes com potências mais altas. Portanto eles tiveram a ideia de dividir a saída de +12 V em dois ou mais grupos de fios, cada grupo com sua própria proteção contra sobrecarga de corrente. Por exemplo, dois grupos de fios com uma proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) configurada a 20 A cada dobrariam a potência máxima permitida para a saída de +12 V de 240 W para 480 W.

Cada grupo de fios com sua proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) separada é chamado de “barramento” (embora pessoalmente nós preferimos o termo “barramento virtual”). Portanto uma fonte com “dois barramentos” significa que seus fios de +12 V são divididos em dois grupos e cada grupo tem o seu próprio circuito OCP.

As fontes de alimentação que têm apenas um circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (ou nenhum) são chamadas de “barramento único”.

Atualmente existem várias fontes de alimentação de barramento único que apresentam um limite de corrente muito acima de 20 A no barramento de +12 V. Como isto é possível? Se você prestar atenção, a exigência da IEC 60950-1 é por condutor. Portanto se você pega um barramento com alta corrente e o divide em vários fios certificando-se de que nenhum deles irá conduzir mais do que 20 A/240 W, não há problema.

Em resumo, a diferença entre um projeto com um único barramento e múltiplos barramentos é a presença de mais de um circuito OCP para os fios de +12 V.

Alguns fabricantes incluem padrões de cores diferentes nos fios de +12 V (amarelo) da fonte para diferenciar os barramentos.

Fontes de alimentação simples, no entanto, normalmente mentem a respeito da presença de dois barramentos de +12 V. Em suas etiquetas você verá a descrição de dois barramentos de +12 V (inclusive tendo alguns fios de +12 V – normalmente os que estão conectados no cabo ATX12V/EPS12V – com um padrão de cor diferente), mas internamente as fontes não têm nem mesmo um circuito de proteção contra sobrecarga de corrente (OCP) e todos os fios são conectados juntos no mesmo lugar, o que classifica essas fontes como produtos de um barramento único.

Mas como visualmente identificar a presença de circuitos de proteção contra sobrecarga de corrente separados? Só olhando para os fios não é suficiente, já que um fabricante pode simplesmente incluir fios com cores diferentes para enganá-lo.

Existem dois componentes básicos necessários para montar o circuito de proteção contra sobrecarga de corrente: a fonte precisa ter um circuito integrado de monitoramento suportando OCP (e com a quantidade de canais compatíveis com o número de barramentos anunciados pelo o fabricante) e sensores de corrente, também conhecidos como “shunts”, que são resistores de alta potência com uma resistência conhecida muito baixa. Nas Figuras 3 e 4 você pode ver o aspecto físico mais comum de um desses “shunts”.

Figura 3: Exemplo de “shunts” (sensores de corrente).

Figura 4: Exemplo de “shunts” (sensores de corrente).

Cada “shunt” representa um barramento de +12 V. As duas fontes de alimentação mostradas acima têm quatro sensores e por isso provavelmente tem quatro barramentos de +12 V. Se você seguir os fios verá facilmente quais fios estão conectados em quais barramentos.

Há um detalhe, no entanto. Alguns fabricantes utilizam a mesma placa de circuito impresso para produtos com apenas um barramento e para produtos com múltiplos barramentos. Portanto você pode encontrar fontes com mais de um “shunt” que são na verdade produtos com apenas um barramento, porque apesar do fabricante incluir “shunts” eles estão na verdade conectados no mesmo circuito, em vez de usar circuitos separados.

Portanto se você abrir uma fonte e encontrar apenas um (ou nenhum) “shunt”, ela tem apenas um barramento; se você encontrar mais de um “shunt”, provavelmente ela tem múltiplos barramentos (a quantidade de “shunts” diz a quantidade de barramentos de +12 V), mas ela pode ter apenas um barramento. Você pode dar uma olhada no documento técnico no circuito integrado de monitoramento para ver quantos circuitos de proteção contra sobrecarga de corrente (“canais OCP”) ele tem. Se ele tiver apenas um canal, obviamente você está diante de uma fonte com um barramento.

Embora teoricamente seja requerida pela a especificação ATX12V, várias fontes simplesmente não tem esta proteção ou apenas a instalam nos barramentos de +5 V e de +3,3 V, mas não no barramento de +12 V, o que não faz nenhum sentido.

Para você entender ainda mais como este circuito funciona considere o diagrama da Figura 5, que é baseado no popular circuito de monitoramento PS223, que tem quatro canais. Os componentes marcados como RS5, RS33, RS12(1) e RS12(2) são os “shunts”. Note como neste exemplo a fonte de alimentação tem apenas dois barramentos de +12 V, já que os outros dois canais OCP estão sendo usados para monitorar as saídas +5 V e +3,3 V.

Figura 5: Proteção contra sobrecarga de corrente.

O ponto de ativação do circuito OCP – isto é, em que valor ele entrará em ação – é manualmente configurado pelo fabricante da fonte, normalmente escolhendo os valores de resistores externos que são instalados ao circuito integrado (resistores ROC5, ROC33, ROC12(1), ROC12(2) e RI na Figura 4).