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Como funciona uma fonte ATX.


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Tentarei explicar, de forma simples, de modo compreensivo aos mais leigos, como é o funcionamento de uma fonte de PC, considerando ainda atual, o padrão ATX*. Com isso em mente, espero estar ajudando na compreensão e elucidação de alguns problemas básicos com esse importante componente do PC. Alguns detalhes serão omitidos por não ajudarem no entendimento do processo de funcionamento da fonte e exigirem um conhecimento mais profundo!

Obs.

À medida que for editando o tópico, estarei postando mais imagens que possam enriquecer o conteúdo.

Para um entendimento razoável do tema, faz-se necessário que o amigo leitor disponha de algum conhecimento básico sobre os principais componentes eletrônicos que compõem uma fonte ATX, ou pelo menos, alguma boa vontade em buscar novas informações. Não dispondo de nenhum conhecimento na área, não será preciso desistir de entender o funcionamento global da fonte, mas será sugerido ao mesmo que busque informações adicionais sobre os principais componentes e termos citados, destacados com o símbolo (*), adquirindo com isso, um mínimo de aprendizado sobre cada componente e sua finalidade no circuito elétrico de uma fonte ATX, que será o foco principal do tema:

A Fonte ATX!

Boa leitura!

- O que vem a ser uma fonte de PC?

A pergunta pode parecer tola, mas existem usuários de micros ou não, que desconhecem por completo o que é uma fonte e outros tantos, que sabem o que é, mas quase nada sobre o seu modo de operação! Desconhecendo por completo, pagará um preço alto para manter o PC estável, solucionar problemas simples e manter seguro seu hardware!

Na imagem abaixo podemos observar duas fontes Sattélite, muito comuns no mercado brasileiro. A da direita sofreu algumas modificações e melhorias!

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img218.echo.cx/img218/1392/testedefonte0082hq.th.jpg' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

O PC é um equipamento que funciona “movido à eletricidade” e, como tantos outros, precisam ser atendidas certas características “particulares” dessa alimentação.

A primeira coisa a ter mente é compreender que a fonte é o equipamento que fará a “preparação” da eletricidade (tensão e corrente) para que a mesma possa ser entregue aos diversos circuitos e componentes constituintes do PC, conforme suas necessidades.

Enquanto na tomada, a energia disponível é do tipo AC (corrente alternada*), de intensidade 127V, 220V, ou outro valor padronizado, elevada para os padrões de alimentação dos componentes do PC, que trabalham com valores não superiores à 12V nominais, especificamente, 12V, 5V, 3.3V, -12V e -5V, de outro “tipo” denominado DC (corrente contínua*). Essa importante preparação é feita pela fonte e somente após passar por todo o processo de preparação, é que chegará aos diversos circuitos e componentes do PC (Drives, placas PCI, AGP, ventiladores, circuitos integrados, transistores, capacitores, transformadores, processadores, etc).

Obs.

AC e DC se referem às grandezas do tipo alternada e contínua, respectivamente, podendo significar tensão ou corrente.

- A Fonte e suas Etapas

Vamos observar o diagrama de blocos de uma fonte do tipo CHAVEADA* e logo abaixo, o diagrama de blocos de uma fonte LINEAR.

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/4814/fonteatx6ng.th.gif' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

Na figura acima, podemos observar as seguintes etapas:

- Retificador e Filtro de Entrada – é por esta etapa que a tensão AC deverá entrar, sofrendo as primeiras “alterações”, passando por uma proteção básica primária, dotada de fusível e outros componentes, como um VARISTOR*. Aqui, também são encontrados componentes como bobinas e capacitores responsáveis pela filtragem, além dos componentes responsáveis pela retificação* AC-DC, executada por DIODOS* comuns e capacitores com função de estabilização primária, que também ajudam a manter os níveis de tensão nas linhas de saída.

- Etapa de Chaveamento

Esta etapa é composta por “poucos” componentes, mas de fundamental importância para a qualidade da fonte.

Após passar pela etapa de retificação e filtragem de entrada, a tensão será entregue a etapa de chaveamento, que é a responsável pela “execução” propriamente dita, das “ordens de comando” em forma de sinais elétricos de controle, que têm origem nas saídas e são indiretamente responsáveis pela estabilidade das tensões nas próprias saídas, como veremos.

Aqui, encontraremos os TRANSISTORES CHAVEADORES*, de onde deriva o nome de fonte CHAVEADA. Estes chaveadores podem ser do tipo Transistores Bipolares de Potência*, Mosfet* ou outro tipo, mas que se diferenciam dos transistores comuns, por trabalharem com alta potência e comutação em alta freqüência. São componentes críticos e sua substituição muitas vezes, deve ser efetuada somente por modelos idênticos.

Após passar pela etapa de retificação, a tensão é encaminhada para os chaveadores como sendo do tipo DC. O próximo componente a receber a tensão, que é o TRANFORMADOR CHOPPER*, não trabalha com tensão DC e assim, ao passar pelos chaveadores a tensão será novamente do tipo AC, mas com uma freqüência muito acima dos 60Hz originais da tomada de entrada. Vejamos como funciona essa etapa tão criteriosa.

O transistor chaveador trabalha como uma chave on/off de altíssima velocidade, podendo atingir os 80kHz! Vejamos.

Quando o componente encontra-se em ON, a tensão passa por ele normalmente, fazendo surgir um nível de tensão não nulo e constante na entrada do transformador. Sendo muito rápida a ação desse transistor, ele passa do estado ON para OFF muito rapidamente. Isso fará surgir no enrolamento primário do transformador um sinal de tensão que induzirá no(s) enrolamento(s) secundário(s) as tensões necessárias às exigências da carga, neste caso, os componentes do PC. Essa tensão secundária ainda não estará “pronta” para ser entregue às saídas da fonte.

Essa etapa da fonte é talvez, uma das mais interessantes de se entender. Vejamos na figura abaixo, as diversas formas de onda do sinal de tensão em cada etapa da fonte.

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/7433/blocos9jq.th.jpg' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

Na tomada, temos o sinal com freqüência de 60Hz ou 60 ciclos/s, como visto em [ a]. Após a retificação, o sinal é como o visto em , é um sinal DC, mas que apresenta, riple*(pequenas variações) de baixa freqüência. Neste ponto, o sinal é “apresentado” aos chaveadores, que trabalharão esse sinal, entregando-o ao Chopper, que o deixará com uma aparência como a mostrada em [c]. Notem que este é novamente um sinal do tipo AC, só que em onda quadrada* e não, como na entrada [a], onde sua forma de onda é senoidal*.

Vejamos agora, o que ocorre com o sinal de tensão após a saída do Trafo Chopper.

Neste ponto, os valores “numéricos” já estarão próximos dos que serão entregues às saídas, mas como o sinal é alternado, precisamos imprimir uma nova retificação, visando torná-lo novamente DC, adequado às necessidades da carga.

Para realizar essa nova retificação, agora com um sinal em alta freqüência, precisaremos de diodos especiais, de alta velocidade chamados DIODOS SCHOTTKY* ou diodos de recuperação rápida, já que diodos comuns não seriam capazes de trabalhar com tensões em alta freqüência. Após essa retificação, o sinal estará pronto para as cargas, passando ainda pelo processo de filtragem e estabilização secundária, através de indutores e capacitores, além de resistores carga*. Será um sinal puramente DC, dependendo da qualidade do circuito e projeto, visto em [d].

- Etapa de Controle

Como vimos nas etapas anteriores, o sinal de tensão passou por vários processos de modificação/alteração de suas características, até que pudesse ser entregue às cargas. Não falamos de controle nem de proteção das saídas! Vamos ver como ocorrem essas fases do processo.

Relembremos como funciona o transistor chaveador (simploriamente). Um valor de tensão DC é fornecido a ele, que “chaveia”, liberando em sua saída, uma tensão pulsante e “controlada”. Mas como ocorre esse chaveamento, passando do estado on para off e provocando os pulsos? É “simples”!

Para atuar como uma chave, o transistor recebe um sinal elétrico também pulsante, originado em uma etapa à frente que por sua vez, é controlado por um outro sinal, proveniente da saída e usado como sinal de controle/proteção. Novamente, salientamos que alguns detalhes serão omitidos em prol do entendimento pela maioria dos leitores!

Uma amostra da saída é retirada, entregue ao Circuito de Controle CC, que analisa essa amostra, comparando com um sinal pré-definido e enviando o resultado à próxima etapa, também um circuito integrado chamado de Circuito de Regulação CR.

Esse CR “processa” esse sinal e o entrega à base do transistor chaveador, fazendo-o alterar a largura do pulso (tempo on e off) e assim, “alargando” o valor de tensão na saída desse componente. Esse processo de variar a tensão alterando a característica dos pulsos chama-se Modulação por Largura de Pulso PWM*. É o princípio de funcionamento das fontes chaveadas.

Uma característica muito importante desse tipo de operação é que o transistor chaveador dissipa menor potência do que um transistor comum trabalhando em uma fonte linear*. Isso pode ser explicado da seguinte forma. Durante o instante de tempo em que o chaveador encontra-se em OFF, não há passagem de corrente por ele e assim, não há produção de calor nesse instante. Ao contrário do transistor usado numa fonte linear, que “trabalha sem parar” para manter os níveis de tensão em sua saída. Também, o Trafo Chopper é constituído de material diferente (não laminado) como é o caso dos tranasformadores usados em fontes lineares. Podem ser de tamanho reduzido, o que é muito bem aceito nos dias de hoje. Não entraremos no mérito da questão, mas podemos adiantar que essa redução de tamanho é possível devido à alta freqüência de trabalho suportada pelo material do núcleo do transformador, sem que o mesmo seja saturado magneticamente. O que certamente ocorreria se fossem usadas chapas laminadas na formação do núcleo.

Um detalhe importante! Uma fonte ATX de boa marca, pode apresentar capacidade de corrente em 12V da ordem de 20A, por exemplo, com o tamanho já conhecido por todos nós. Já uma fonte linear de mesma capacidade, precisaria de um transformador de enorme tamanho, comparado ao usado na fonte ATX. Um transformador comum para 20A de corrente, quase se iguala ao tamanho da fonte ATX, além do seu peso ser consideravelmente maior!

Detalhe mostrando o princípio usado com a variação da largura dos pulsos no PWM.

- Desacoplamento Elétrico

Como citado anteriormente, podemos dividir uma fonte em duas “partes” principais: a etapa primária e a etapa secundária.

Na etapa primária, ficam os retificadores e filtros primários, enrolamento primário do Chopper e circuitos de proteção primária. Na etapa secundária, temos a retificação secundária, enrolamentos secundários do Chopper, circuitos de estabilização e filtragem secundária, circuitos de proteção e controle e as saídas, propriamente ditas.

Enquanto o circuito primário pode trabalhar com tensões da ordem de 300V ou mais, no secundário trabalha-se com no máximo 12V ou pouco acima disso! Portanto, a necessidade da isolação ou desacoplamento elétrico entre primário e secundário faz-se necessário. Assim, quando manusear uma fonte ATX, todo cuidado é pouco, já que uma tensão de 300V pode causar um grande susto, danos mais sérios ou mesmo levar uma pessoa à morte!

Mas como poderemos atuar na etapa primária, trabalhando a largura dos pulsos de chaveamento, se o secundário é isolado completamente do primário? Isso será resolvido com o uso de componentes apropriados, como os opto acopladores e pequenos transformadores acopladores*.

Os acopladores ópticos recebem os sinais de controle oriundos do secundário (controle e proteção) e os repassa ao primário por meio de recursos ópticos, o que garante total isolação elétrica, mas uma perfeita continuidade na transmissão das informações desejadas.

Veja na figura abaixo um típico opto acoplador do tipo normalmente encontrado nas fontes de alimentação de PCs.

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/4266/acoplador6bn.th.jpg' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

- Uma Fonte Dentro da Outra!

Isso existe? Sim, e no caso das fontes de PC são uma necessidade.

A fonte como um todo, apresenta uma variedade de valores de tensão diferentes para atender aos diversos e distintos circuitos e componentes do PC. Assim, temos linhas de +12V, +5V, +3.3V, -12V, -5V que são as principais. Já existem as novas fontes que atendem aos padrões mais novos da indústria de placas mãe e que estão sempre buscando novas alternativas para acompanhar a crescente busca por maior desempenho e conseqüentemente, aumento de consumo de energia!

A imagem abaixo mostra o esquema de uma fonte ATX, onde pode ser vista no canto inferior esquerdo da figura, a fonte de 5VSB(auxiliar).

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/3397/fonterussa28rg.th.gif' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

Voltando a falar da “segunda fonte” existente num típico circuito de fonte ATX, lembremos de alguns detalhes esquecidos ou desconhecidos por muitos, das características de funcionamento dos PCs atuais. Sabemos que um PC pode ser ligado remotamente, através do teclado, do modem, de uma placa de rede e também, que podem ser comandados por software. Num PC com fonte ATX, dotado de placa mãe com recursos atuais, pode-se ligar o PC de maneira diferenciada daquela encontrada nas fontes AT, por exemplo.

Para que a característica acima seja implementada, é necessário que a placa mãe receba energia permanentemente, para poder atuar e alimentar alguns circuitos que serão os responsáveis pela sinalização do “desejo” de que o PC seja ligado, sem a necessidade de pressionar o botão de Power do gabinete. Vamos detalhar melhor esse funcionamento.

Quem já observou as tensões mostradas no setup durante a inicialização do PC ou através de programas de monitoramento, deve ter percebido que existe uma linha de tensão denominada +5VSB* (Stand By). No conector de 20 pinos de uma fonte ATX, corresponde exatamente ao pino 9 nesse conector. Essa linha trabalha “independentemente” das demais linhas de tensão acima citadas, comportando-se como uma fonte adicional.

Essa linha +5VSB é mantida ativa (energizada), sempre que o cabo de força da fonte esteja conectado à rede elétrica, com a fonte e o PC desligados. Sua capacidade de corrente gira em torno de 2 Ampéres, e é o suficiente para alimentar os componentes de hardware citados acima. Essa ativação através do +5VSB trabalha com monitoramento do estado de consumo dessa linha pelos componentes ligados à placa mãe, como já citado! Após a ativação de um dos dispositivos, o teclado, por exemplo, com um simples toque em uma tecla pré-definida, sinaliza através da variação do consumo de corrente na linha e a fonte inicia o processo de partida, ligando o PC.

Cabe aqui uma observação importante!

Quando se faz uma atualização de bios* num PC, deve-se desconectar, obrigatoriamente, o cabo de força da fonte garantindo com isso, que nenhuma energia esteja presente nos circuitos da placa mãe! Muitos usuários já danificaram suas placas mãe durante uma atualização de bios, simplesmente por não terem seguido essa recomendação!

- Final

Apesar da fonte do PC ser praticamente transparente ao usuário, sua qualidade e de seus componentes, além da potência disponível, serão de fundamental importância para que o conjunto trabalhe em harmonia, oferecendo estabilidade, segurança e confiabilidade.

Assim, a fonte de alimentação tem um papel de destaque e de suma importância, não devendo, portanto, ser de qualidade duvidosa, de baixa capacidade ou baixa potência. Negligenciar na escolha da fonte perante o resto da configuração, privilegiando processador, memória, discos rígidos e placas de vídeo, é o mesmo que fugir de um leão e esconder-se em sua caverna!

Um abraço!

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  • 2 meses depois...

muito bom o tópico...

eu estava totalmente por fora sobre a fonte...

sempre dei importancia a outros componentes, processadores e etc...

mas como estou montando meu case, sempre pesquisei sobre casemod, acabei descobrindo sobre a eletrônica para os computadores, vindo a me interessar mais por essa parte, até que consegui a proeza de queimar minha fonte, e como quero conserta-la foi que eu antes disso, pesquisei o preço das fontes, e realmente vi que as mais vendidas eram as de 120 reais no mínimo, me surpreendi vendo que havia as de 500watts por bem menos, e era o caso da minha. Achei muito estranho, até que fui pesquisando e acabei vendo pela primeira vez um post seu, sobre a fonte atx 500 no caso a minha, quando vi a realidade da coisa e etc... fiquei assustado, vi que na verdade mas vale uma com 300watts reais e de qualidade do que uma pseudo fonte de 500...

então pretendo arrumar essa minha, para só fazer testes, e adquirir uma melhor.. pelo menos para garantir.

Eu estou pesquisando muito sobre fontes, li várias respostas suas em outros tópicos tanto é que nem precisei perguntar nada, é muito bom a internet mesmo, informação pra quem procura...

e eu queimei minha fonte, ou não sei se queimei, pois não tenho ferramenta nenhuma em casa, acabei de abrir ela e acompanhei os tópicos, acabei de identificar os componentes e vou começar os testes... quero ver se compro um multimetro e tal..

eu consegui queimar ela, quando eu fui liga-la fora da fonte, para testar a parte eletrica, estava testando fans em paralelo, queria testar pelo menos, mas antes disso só fui testar uma fan.. e lembrei que poderia liga-la longe da placa, quando resolvi unir o fio verde com um preto, mas eu lembro que eu havia lido sobre unir o verde com o preto, mas como eu havia desligado o micro, eu coloquei um verde com um preto, mas um preto do outro lado, acabo de ver hoje que o pessoal fala que qualquer preto é qualquer preto, por ser neutro... quando eu cometi esse "erro no dia" pensei mesmo que era burrada, mas agora vendo que não tem problema, então fico meio assim.. mas sei que a fonte queimou, ela parou de funcionar... logo na primeira vez que eu liguei, e acho que estava sem nada, sem fan sem nada...

qual o problema que deve ter acontecido, eu quero consertar-ela.. já sei que provavelmente deve ser além do fusivel... mas nesse caso, como devo proceder?

hoje em dia, depois de tudo que eu li, sei como fazer tudo.. mas antes, não sabia nada mesmo...

pode me ajudar?

valeu

muito bom tópico =)

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  • Membro VIP

Bom. O procedimento básico para saber aonde se encontra o problema é mais ou menos assim:

No primário(entrada) - checar o fusível>ponte de diodos>capacitores(menos provável), chaveadores e uns resistores junto dos chaveadores.

Estando tudo normal(talvez, pois os chaveadores podem "enganar"), passa-se para a etapa de saída:

Aqui, testa-se os diodos schottkys das linhas e busca-se curto neles ou fuga elevada. Uma maneira de testar se existe curto nesses diodos é a seguinte:

- com a fonte desligada, mede a continuidade das linhas 3.3V, 5V e 12V para o terra, nos conectores. Em nenhum caso poderá indicar ZERO ohms. O valor encontrado deve ser igual aos resistores de carga existentes, geralmente, abaixo dos 200R.

Se o primário está aparentemente bom, não há curto nas saídas, a fonte não arma, mas a linha de STAND BY está ativa(5VSB), o problema ainda poderá ser algum curto intermediário, mas é bem provável que o problema esteja na etapa de controle. Neste caso, uma análise minuciosa é necessária!

Uma observação importante recai sobre os chaveadores, que podem enganar a um usuário menos conhecedor de eletrônica e confundir seu real estado. Nestas situações, recomenda-se a troca destes componentes todos, tendo o cuidado de manter componentes iguais ou equivalentes!

Alguns componentes merecem atenção especial! O ACOPLADOR ÓTICO sempre será suspeito, após alguma pane que impossibilitou a fonte de armar e tudo parece normal. Esse componente é quem faz a ligação entre primário e secundário, levando as informações de controle entre essas duas etapas. Se falhar, a fonte nem dá sinal. Os CIs de controle também são críticos e a troca por outro novo é o mais recomendado já que, sem dispor do esquema da fonte, fica meio difícil detectar em que parte está o problema.

Muitas vezes, esgota-se todo o conhecimento de que se dispõe e não consegue-se solucionar o problema! Isso é normal, pois uma fonte chaveada é um equipamento não tão simples e alguns componentes podem fazê-la não funcionar, apesar da aparente normalidade.

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  • 4 semanas depois...

Olá senhor Meiraneto, adorei sua postagem a respeito do funcionamento de fontes chaveadas, tenho muito interesse neste assunto. Como vi que você tem grandes conhecimentos sobre informática e eletrônica, estou recorrendo a você. Hoje sou técnico em eletrônica e trabalho com manutenção de máquina CNC's em uma empresa multinacional de auto-peças, tenho grandes conhecimentos nesse tipo de mercado de eletrônica, porém me interesso muito pela eletrônica doméstica, na qual não tenho muita experiência, mas tenho pouco tempo para tal pesquisa. Nas horas vagas trabalho com manutenção de computadores e conserto + ou - uns 30 computadores por mês junto com meu irmão e troco bastante fontes de alimentação. Essas fontes trocadas ficam aqui e tenho dó de jogar-las fora. Conheço pessoas que tem interesse nessas fontes para a utilização com rádios amadores e se eu pudesse consertá-las seria um lucro a mais. a maioria delas possui o defeito de tentar ligar e desarma. Gostaria que se possível me indicasse sites que contenham informações a fundo a respeito de fontes, esquemas eletrônicos, medições, componentes como os diodos SCHOTTKY, etc. Estou para comprar um osciloscópio para começar a trabalhar nesta área. Desde já agradeço.

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  • Membro VIP

Caro Thiago

O assunto fontes é bastante vasto! Para achar material, sites, informações e tudo o que for de interesse, pode-se pesquisar no google. Não conheço sites especializados em fontes, explicitamente, mas poderá encontrar muita fonte de informação sobre o tema.

Mãos à obra!

A maioria dos problemas das fontes queimadas é bem simples de resolver. Basta a troca de alguns componentes e ficarão como novas. Não adentro muito nessa área e no aproveitamento desse material, por morar numa região onde não se encontram componentes substitutos com facilidade. Para quem reside num grande centro fica muito mais fácil.

Boa sorte.

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Postado Originalmente por Meiraneto@31 de maio de 2005, 01:31

Amigos

Tentarei explicar, de forma simples, de modo compreensivo aos mais leigos, como é o funcionamento de uma fonte de PC, considerando ainda atual, o padrão ATX*. Com isso em mente, espero estar ajudando na compreensão e elucidação de alguns problemas básicos com esse importante componente do PC. Alguns detalhes serão omitidos por não ajudarem no entendimento do processo de funcionamento da fonte e exigirem um conhecimento mais profundo!

Obs.

À medida que for editando o tópico, estarei postando mais imagens que possam enriquecer o conteúdo.

Para um entendimento razoável do tema, faz-se necessário que o amigo leitor disponha de algum conhecimento básico sobre os principais componentes eletrônicos que compõem uma fonte ATX, ou pelo menos, alguma boa vontade em buscar novas informações. Não dispondo de nenhum conhecimento na área, não será preciso desistir de entender o funcionamento global da fonte, mas será sugerido ao mesmo que busque informações adicionais sobre os principais componentes e termos citados, destacados com o símbolo (*), adquirindo com isso, um mínimo de aprendizado sobre cada componente e sua finalidade no circuito elétrico de uma fonte ATX, que será o foco principal do tema:

A Fonte ATX!

Boa leitura!

- O que vem a ser uma fonte de PC?

A pergunta pode parecer tola, mas existem usuários de micros ou não, que desconhecem por completo o que é uma fonte e outros tantos, que sabem o que é, mas quase nada sobre o seu modo de operação! Desconhecendo por completo, pagará um preço alto para manter o PC estável, solucionar problemas simples e manter seguro seu hardware!

Na imagem abaixo podemos observar duas fontes Sattélite, muito comuns no mercado brasileiro. A da direita sofreu algumas modificações e melhorias!

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img218.echo.cx/img218/1392/testedefonte0082hq.th.jpg' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' />

O PC é um equipamento que funciona “movido à eletricidade” e, como tantos outros, precisam ser atendidas certas características “particulares” dessa alimentação.

A primeira coisa a ter mente é compreender que a fonte é o equipamento que fará a “preparação” da eletricidade (tensão e corrente) para que a mesma possa ser entregue aos diversos circuitos e componentes constituintes do PC, conforme suas necessidades.

Enquanto na tomada, a energia disponível é do tipo AC (corrente alternada*), de intensidade 127V, 220V, ou outro valor padronizado, elevada para os padrões de alimentação dos componentes do PC, que trabalham com valores não superiores à 12V nominais, especificamente, 12V, 5V, 3.3V, -12V e -5V, de outro “tipo” denominado DC (corrente contínua*). Essa importante preparação é feita pela fonte e somente após passar por todo o processo de preparação, é que chegará aos diversos circuitos e componentes do PC (Drives, placas PCI, AGP, ventiladores, circuitos integrados, transistores, capacitores, transformadores, processadores, etc).

Obs.

AC e DC se referem às grandezas do tipo alternada e contínua, respectivamente, podendo significar tensão ou corrente.

- A Fonte e suas Etapas

Vamos observar o diagrama de blocos de uma fonte do tipo CHAVEADA* e logo abaixo, o diagrama de blocos de uma fonte LINEAR.

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/4814/fonteatx6ng.th.gif' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

Na figura acima, podemos observar as seguintes etapas:

- Retificador e Filtro de Entrada – é por esta etapa que a tensão AC deverá entrar, sofrendo as primeiras “alterações”, passando por uma proteção básica primária, dotada de fusível e outros componentes, como um VARISTOR*. Aqui, também são encontrados componentes como bobinas e capacitores responsáveis pela filtragem, além dos componentes responsáveis pela retificação* AC-DC, executada por DIODOS* comuns e capacitores com função de estabilização primária, que também ajudam a manter os níveis de tensão nas linhas de saída.

- Etapa de Chaveamento

Esta etapa é composta por “poucos” componentes, mas de fundamental importância para a qualidade da fonte.

Após passar pela etapa de retificação e filtragem de entrada, a tensão será entregue a etapa de chaveamento, que é a responsável pela “execução” propriamente dita, das “ordens de comando” em forma de sinais elétricos de controle, que têm origem nas saídas e são indiretamente responsáveis pela estabilidade das tensões nas próprias saídas, como veremos.

Aqui, encontraremos os TRANSISTORES CHAVEADORES*, de onde deriva o nome de fonte CHAVEADA. Estes chaveadores podem ser do tipo Transistores Bipolares de Potência*, Mosfet* ou outro tipo, mas que se diferenciam dos transistores comuns, por trabalharem com alta potência e comutação em alta freqüência. São componentes críticos e sua substituição muitas vezes, deve ser efetuada somente por modelos idênticos.

Após passar pela etapa de retificação, a tensão é encaminhada para os chaveadores como sendo do tipo DC. O próximo componente a receber a tensão, que é o TRANFORMADOR CHOPPER*, não trabalha com tensão DC e assim, ao passar pelos chaveadores a tensão será novamente do tipo AC, mas com uma freqüência muito acima dos 60Hz originais da tomada de entrada. Vejamos como funciona essa etapa tão criteriosa.

O transistor chaveador trabalha como uma chave on/off de altíssima velocidade, podendo atingir os 80kHz! Vejamos.

Quando o componente encontra-se em ON, a tensão passa por ele normalmente, fazendo surgir um nível de tensão não nulo e constante na entrada do transformador. Sendo muito rápida a ação desse transistor, ele passa do estado ON para OFF muito rapidamente. Isso fará surgir no enrolamento primário do transformador um sinal de tensão que induzirá no(s) enrolamento(s) secundário(s) as tensões necessárias às exigências da carga, neste caso, os componentes do PC. Essa tensão secundária ainda não estará “pronta” para ser entregue às saídas da fonte.

Essa etapa da fonte é talvez, uma das mais interessantes de se entender. Vejamos na figura abaixo, as diversas formas de onda do sinal de tensão em cada etapa da fonte.

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/7433/blocos9jq.th.jpg' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

Na tomada, temos o sinal com freqüência de 60Hz ou 60 ciclos/s, como visto em [ a]. Após a retificação, o sinal é como o visto em , é um sinal DC, mas que apresenta, riple*(pequenas variações) de baixa freqüência. Neste ponto, o sinal é “apresentado” aos chaveadores, que trabalharão esse sinal, entregando-o ao Chopper, que o deixará com uma aparência como a mostrada em [c]. Notem que este é novamente um sinal do tipo AC, só que em onda quadrada* e não, como na entrada [a], onde sua forma de onda é senoidal*.

Vejamos agora, o que ocorre com o sinal de tensão após a saída do Trafo Chopper.

Neste ponto, os valores “numéricos” já estarão próximos dos que serão entregues às saídas, mas como o sinal é alternado, precisamos imprimir uma nova retificação, visando torná-lo novamente DC, adequado às necessidades da carga.

Para realizar essa nova retificação, agora com um sinal em alta freqüência, precisaremos de diodos especiais, de alta velocidade chamados DIODOS SCHOTTKY* ou diodos de recuperação rápida, já que diodos comuns não seriam capazes de trabalhar com tensões em alta freqüência. Após essa retificação, o sinal estará pronto para as cargas, passando ainda pelo processo de filtragem e estabilização secundária, através de indutores e capacitores, além de resistores carga*. Será um sinal puramente DC, dependendo da qualidade do circuito e projeto, visto em [d].

- Etapa de Controle

Como vimos nas etapas anteriores, o sinal de tensão passou por vários processos de modificação/alteração de suas características, até que pudesse ser entregue às cargas. Não falamos de controle nem de proteção das saídas! Vamos ver como ocorrem essas fases do processo.

Relembremos como funciona o transistor chaveador (simploriamente). Um valor de tensão DC é fornecido a ele, que “chaveia”, liberando em sua saída, uma tensão pulsante e “controlada”. Mas como ocorre esse chaveamento, passando do estado on para off e provocando os pulsos? É “simples”!

Para atuar como uma chave, o transistor recebe um sinal elétrico também pulsante, originado em uma etapa à frente que por sua vez, é controlado por um outro sinal, proveniente da saída e usado como sinal de controle/proteção. Novamente, salientamos que alguns detalhes serão omitidos em prol do entendimento pela maioria dos leitores!

Uma amostra da saída é retirada, entregue ao Circuito de Controle CC, que analisa essa amostra, comparando com um sinal pré-definido e enviando o resultado à próxima etapa, também um circuito integrado chamado de Circuito de Regulação CR.

Esse CR “processa” esse sinal e o entrega à base do transistor chaveador, fazendo-o alterar a largura do pulso (tempo on e off) e assim, “alargando” o valor de tensão na saída desse componente. Esse processo de variar a tensão alterando a característica dos pulsos chama-se Modulação por Largura de Pulso PWM*. É o princípio de funcionamento das fontes chaveadas.

Uma característica muito importante desse tipo de operação é que o transistor chaveador dissipa menor potência do que um transistor comum trabalhando em uma fonte linear*. Isso pode ser explicado da seguinte forma. Durante o instante de tempo em que o chaveador encontra-se em OFF, não há passagem de corrente por ele e assim, não há produção de calor nesse instante. Ao contrário do transistor usado numa fonte linear, que “trabalha sem parar” para manter os níveis de tensão em sua saída. Também, o Trafo Chopper é constituído de material diferente (não laminado) como é o caso dos tranasformadores usados em fontes lineares. Podem ser de tamanho reduzido, o que é muito bem aceito nos dias de hoje. Não entraremos no mérito da questão, mas podemos adiantar que essa redução de tamanho é possível devido à alta freqüência de trabalho suportada pelo material do núcleo do transformador, sem que o mesmo seja saturado magneticamente. O que certamente ocorreria se fossem usadas chapas laminadas na formação do núcleo.

Um detalhe importante! Uma fonte ATX de boa marca, pode apresentar capacidade de corrente em 12V da ordem de 20A, por exemplo, com o tamanho já conhecido por todos nós. Já uma fonte linear de mesma capacidade, precisaria de um transformador de enorme tamanho, comparado ao usado na fonte ATX. Um transformador comum para 20A de corrente, quase se iguala ao tamanho da fonte ATX, além do seu peso ser consideravelmente maior!

Detalhe mostrando o princípio usado com a variação da largura dos pulsos no PWM.

- Desacoplamento Elétrico

Como citado anteriormente, podemos dividir uma fonte em duas “partes” principais: a etapa primária e a etapa secundária.

Na etapa primária, ficam os retificadores e filtros primários, enrolamento primário do Chopper e circuitos de proteção primária. Na etapa secundária, temos a retificação secundária, enrolamentos secundários do Chopper, circuitos de estabilização e filtragem secundária, circuitos de proteção e controle e as saídas, propriamente ditas.

Enquanto o circuito primário pode trabalhar com tensões da ordem de 300V ou mais, no secundário trabalha-se com no máximo 12V ou pouco acima disso! Portanto, a necessidade da isolação ou desacoplamento elétrico entre primário e secundário faz-se necessário. Assim, quando manusear uma fonte ATX, todo cuidado é pouco, já que uma tensão de 300V pode causar um grande susto, danos mais sérios ou mesmo levar uma pessoa à morte!

Mas como poderemos atuar na etapa primária, trabalhando a largura dos pulsos de chaveamento, se o secundário é isolado completamente do primário? Isso será resolvido com o uso de componentes apropriados, como os opto acopladores e pequenos transformadores acopladores*.

Os acopladores ópticos recebem os sinais de controle oriundos do secundário (controle e proteção) e os repassa ao primário por meio de recursos ópticos, o que garante total isolação elétrica, mas uma perfeita continuidade na transmissão das informações desejadas.

Veja na figura abaixo um típico opto acoplador do tipo normalmente encontrado nas fontes de alimentação de PCs.

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/4266/acoplador6bn.th.jpg' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

- Uma Fonte Dentro da Outra!

Isso existe? Sim, e no caso das fontes de PC são uma necessidade.

A fonte como um todo, apresenta uma variedade de valores de tensão diferentes para atender aos diversos e distintos circuitos e componentes do PC. Assim, temos linhas de +12V, +5V, +3.3V, -12V, -5V que são as principais. Já existem as novas fontes que atendem aos padrões mais novos da indústria de placas mãe e que estão sempre buscando novas alternativas para acompanhar a crescente busca por maior desempenho e conseqüentemente, aumento de consumo de energia!

A imagem abaixo mostra o esquema de uma fonte ATX, onde pode ser vista no canto inferior esquerdo da figura, a fonte de 5VSB(auxiliar).

<div class='bbimg'>%7Boption%7Dhttp://img281.echo.cx/img281/3397/fonterussa28rg.th.gif' border='0' alt='Imagem postada pelo usuário' /></div>

Voltando a falar da “segunda fonte” existente num típico circuito de fonte ATX, lembremos de alguns detalhes esquecidos ou desconhecidos por muitos, das características de funcionamento dos PCs atuais. Sabemos que um PC pode ser ligado remotamente, através do teclado, do modem, de uma placa de rede e também, que podem ser comandados por software. Num PC com fonte ATX, dotado de placa mãe com recursos atuais, pode-se ligar o PC de maneira diferenciada daquela encontrada nas fontes AT, por exemplo.

Para que a característica acima seja implementada, é necessário que a placa mãe receba energia permanentemente, para poder atuar e alimentar alguns circuitos que serão os responsáveis pela sinalização do “desejo” de que o PC seja ligado, sem a necessidade de pressionar o botão de Power do gabinete. Vamos detalhar melhor esse funcionamento.

Quem já observou as tensões mostradas no setup durante a inicialização do PC ou através de programas de monitoramento, deve ter percebido que existe uma linha de tensão denominada +5VSB* (Stand By). No conector de 20 pinos de uma fonte ATX, corresponde exatamente ao pino 9 nesse conector. Essa linha trabalha “independentemente” das demais linhas de tensão acima citadas, comportando-se como uma fonte adicional.

Essa linha +5VSB é mantida ativa (energizada), sempre que o cabo de força da fonte esteja conectado à rede elétrica, com a fonte e o PC desligados. Sua capacidade de corrente gira em torno de 2 Ampéres, e é o suficiente para alimentar os componentes de hardware citados acima. Essa ativação através do +5VSB trabalha com monitoramento do estado de consumo dessa linha pelos componentes ligados à placa mãe, como já citado! Após a ativação de um dos dispositivos, o teclado, por exemplo, com um simples toque em uma tecla pré-definida, sinaliza através da variação do consumo de corrente na linha e a fonte inicia o processo de partida, ligando o PC.

Cabe aqui uma observação importante!

Quando se faz uma atualização de bios* num PC, deve-se desconectar, obrigatoriamente, o cabo de força da fonte garantindo com isso, que nenhuma energia esteja presente nos circuitos da placa mãe! Muitos usuários já danificaram suas placas mãe durante uma atualização de bios, simplesmente por não terem seguido essa recomendação!

- Final

Apesar da fonte do PC ser praticamente transparente ao usuário, sua qualidade e de seus componentes, além da potência disponível, serão de fundamental importância para que o conjunto trabalhe em harmonia, oferecendo estabilidade, segurança e confiabilidade.

Assim, a fonte de alimentação tem um papel de destaque e de suma importância, não devendo, portanto, ser de qualidade duvidosa, de baixa capacidade ou baixa potência. Negligenciar na escolha da fonte perante o resto da configuração, privilegiando processador, memória, discos rígidos e placas de vídeo, é o mesmo que fugir de um leão e esconder-se em sua caverna! 

Um abraço!

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ótimo texto amigo, como você entende do assunto, talvez você possa me ajudar tenho duas fontes com o mesmo problema ambas fabricante DR HANK e ambas modelo ATX P4-450w, e ambas pifaram com queda de energia, mas não consigo achar o componente com defeito, testei varias peças, e nada

desde já agradeço sua ajuda

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  • Membro VIP

Desculpe a demora! O tempo tá encurtando! :D:D

O procedimento a ser seguido dependerá dos sintomas encontrados na fonte. Por exemplo, se queima o fusível, temos um ou mais caminhos. Se não queima o fusível, a sequência de procedimentos pode ser outra!

A troca de componentes que trabalham em circuitos de alta frequência é meio crítica! Não basta trocar um por outro.

Para testar, é preciso ter um grau de conhecimento na interpretação de resultados das leituras do instrumento e mesmo assim, ainda poderá haver interpretação errada.

Sugiro o seguinte:

Divida o equipamento(circuito) em etapas primária, secundária, controle e proteção.

Dessas, a mais simples é a secundária, que consiste dos diodos schottkys, capacitores, filtros, resistores de carga, etc. Na maioria dos problemas dessa etapa os componentes mais favoráveis à panes são os diodos schottkys.

Na etapa primária, os maiores suspeitos são: ponte retificadora, capacitores, varistor, chaveadores, trafo, etc.

Na etapa de controle e proteção: alguns transistores bipolares, capacitores, zeners, diodos, CI(várias funções),todos podem tornar a fonte inoperante! Essa etapa é bem criteriosa!

Dependendo do tipo de ocorrência a que foi submetida a fonte, o acoplador ótico deverá ser testado ou substituído, já que seu teste é meio complicado.

Uma fonte que queima o fusível pode levar a uma mais fácil identificação do problema do que uma outra que não arma, mantendo o fusível intacto! Mas vale lembrar que isto não é REGRA!

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  • mês depois...

O meiraneto fmz?

Deixa eu te fazer uma pergunta meio tosca, heheheh Eu faço eng. mecatronica, mas não tenho muito o dom de elétrica ainda...

Qual os riscos de se abrir uma fonte ATX? como eu consigo desenergizar ela completamente?

A dúvida é mais para eu não ###### a minha fonte, porque senão eu metia bronca... Mas é que eu preciso tentar dar uma geral nos cooler dela, estã roncando muito já.... :bored:

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você quer uma pergunta? intao OK... vocês aqui do fórum recomendam fontes de 200 reais no mínimo, e eu acho isso um absurdo visto que posso comprar uma Satellite 500W por 8 dolares, tá ela é generica, mas realmente... é NECESARIO um fonte de 200 reais velho? isso é coisa de louco...

não digo p/ recomendarem fontes genéricas, mas sim mostrarem marcas de preços acessíveis e que demonstrem um bom desempenho, vocês só testam fontes ou muito nervosas ou muito podres, se for pra comprar uma podre eu compro qualquer uma, se for pra comprar uma top, é tudo caro igual, intaw compro qualquer uma também (pois seria um riquinho e teria dinheiro p/ tal) agora porque diabos ninguém testa fontes medianas?!

obs.: SEMPRE usei fontes genéricas e NUNCA aconteceu nada com meu PC !

obs2.: nunca vi ninguém testando fontes Dr. Hank, no site diz que tem 400 WTS reais, como posso confiar se ninguém se propõe a testar... e garanto que apenas pelo nome dr. hank muita gente nem quer saber, já vem criticas sem nem mesmo saber a real qualidade do produto.

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Postado Originalmente por Meiraneto@29 de outubro de 2005, 02:40

A pergunta é como desenergizar para poder manuseá-la, certo?

Basta remover o cabo de alimentação, desplugar os cabos de saída, retirar a fonte do gabinete, abrí-la e o resto vai no visual mesmo!  :D

Não há o que temer!

Por exemplo, há capacitores, que segura menergia, bobinas, etc... Eu digo para não relar em algo que possa causar descarga elétrica! hehehehe :rolleyes:

Mas fmz!

Abs! :-BEER

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Postado Originalmente por Meiraneto@16 de agosto de 2005, 11:34

Bom. O procedimento básico para saber aonde se encontra o problema é mais ou menos assim:

No primário(entrada) - checar o fusível>ponte de diodos>capacitores(menos provável), chaveadores e uns resistores junto dos chaveadores.

Estando tudo normal(talvez, pois os chaveadores podem "enganar"), passa-se para a etapa de saída:

Aqui, testa-se os diodos schottkys das linhas e busca-se curto neles ou fuga elevada. Uma maneira de testar se existe curto nesses diodos é a seguinte:

- com a fonte desligada, mede a continuidade das linhas 3.3V, 5V e 12V para o terra, nos conectores. Em nenhum caso poderá indicar ZERO ohms. O valor encontrado deve ser igual aos resistores de carga existentes, geralmente, abaixo dos 200R.

Se o primário está aparentemente bom, não há curto nas saídas, a fonte não arma, mas a linha de STAND BY está ativa(5VSB), o problema ainda poderá ser algum curto intermediário, mas é bem provável que o problema esteja na etapa de controle. Neste caso, uma análise minuciosa é necessária!

Uma observação importante recai sobre os chaveadores, que podem enganar a um usuário menos conhecedor de eletrônica e confundir seu real estado. Nestas situações, recomenda-se a troca destes componentes todos, tendo o cuidado de manter componentes iguais ou equivalentes!

Alguns componentes merecem atenção especial! O ACOPLADOR ÓTICO sempre será suspeito, após alguma pane que impossibilitou a fonte de armar e tudo parece normal. Esse componente é quem faz a ligação entre primário e secundário, levando as informações de controle entre essas duas etapas. Se falhar, a fonte nem dá sinal. Os CIs de controle também são críticos e a troca por outro novo é o mais recomendado já que, sem dispor do esquema da fonte, fica meio difícil detectar em que parte está o problema.

Muitas vezes, esgota-se todo o conhecimento de que se dispõe e não consegue-se solucionar o problema! Isso é normal, pois uma fonte chaveada é um equipamento não tão simples e alguns componentes podem fazê-la não funcionar, apesar da aparente normalidade.

Caro Meiraneto,

Achei super interessante sua explanação sobre o assunto... mas estou com uma dúvida... tipo meu micro vira e mexe não quer ligar... parece que falta energia entende? Quando eu consigo iniciar ele vem a mensagem " CMOS Battery Low, CMOS Date/Time Not at, Overcloking Failed! Please enter Setup to re-configure your system, Press F1 to Run Setup, Press F2 to load default valeu and continue", ai quando acerto a hora e data no setup e verifico a temperatura olha como está:

CPU Temperature 43ºC

MB Temperature 26ºC

CPU Fan 2360 a 2390

+12V - 10,943 (fica em vermelho, tipo que está abaixo do permitido)

+5V - 5,24V

+3,3V - 3,264V

Vcore - 1363

Eu imaginava que se referia a bateria da placa mãe... mas se entendi certo.. se refere a Fonte, de acorod com o que você falou e o que eu entendi.

Queria saber se é isso mesmo... e caso sim.. o que devo fazer? Como posso testar minha Fonte? Existe algum procedimento para fazer sem precisar comprar outra Fonte?

Na fonte está escrito assim: Fan hung 450W - Modelo KL-450ATX - Switching Power Supply

Se pufder me ajudar agradeço imensamente.

Um abraço,

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  • Membro VIP

Primeiro ponto. Com uma fonte dessa qualidade não dá para esperar muito dela! Se essa tensão é verdadeira, pode tá ai a causa do problema.

Não há um método simples para testar se sua fonte está 100%. Recomendo usar um multímetro digital de boa qualidade e acompanhar o que ocorre com as voltagens das linhas, principalmente da L12, durante a operação do PC. Veja se há muita variação em regime normal e o que ocorre no momento de ligar a máquina. Para algumas fontes, a partida do PC é um momento de pico de consumo que pode fazer a fonte não armar!

[]s

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Postado Originalmente por spookie_ownz@29 de outubro de 2005, 13:19

você quer uma pergunta? intao OK... vocês aqui do fórum recomendam fontes de 200 reais no mínimo, e eu acho isso um absurdo visto que posso comprar uma Satellite 500W por 8 dolares, tá ela é generica, mas realmente... é NECESARIO um fonte de 200 reais velho? isso é coisa de louco...

não digo p/ recomendarem fontes genéricas, mas sim mostrarem marcas de preços acessíveis e que demonstrem um bom desempenho, vocês só testam fontes ou muito nervosas ou muito podres, se for pra comprar uma podre eu compro qualquer uma, se for pra comprar uma top, é tudo caro igual, intaw compro qualquer uma também (pois seria um riquinho e teria dinheiro p/ tal) agora porque diabos ninguém testa fontes medianas?!

obs.: SEMPRE usei fontes genéricas e NUNCA aconteceu nada com meu PC !

obs2.: nunca vi ninguém testando fontes Dr. Hank, no site diz que tem 400 WTS reais, como posso confiar se ninguém se propõe a testar... e garanto que apenas pelo nome dr. hank muita gente nem quer saber, já vem criticas sem nem mesmo saber a real qualidade do produto.

:sne: a pergunta do nosso amigo n sera respondida?

fonmte de 200reais é só por "frescura" né (n entenda esse "frescura" como um ataque pessoal...)

como CD´s, um original custa 40 reais e tem o mesmo som e musicas q eu um pirata - que custa 5 reais

mesmo assim tem gente ( :D EU :D ) que prefere pagar 800% a mais em um cd de musica original...

a fonte seria por isso também...?

ou tem alguma outra explicação?

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Postado Originalmente por Meiraneto@31 de outubro de 2005, 22:16

Primeiro ponto. Com uma fonte dessa qualidade não dá para esperar muito dela! Se essa tensão é verdadeira, pode tá ai a causa do problema.

Não há um método simples para testar se sua fonte está 100%. Recomendo usar um multímetro digital de boa qualidade e acompanhar o que ocorre com as voltagens das linhas, principalmente da L12, durante a operação do PC. Veja se há muita variação em regime normal e o que ocorre no momento de ligar a máquina. Para algumas fontes, a partida do PC é um momento de pico de consumo que pode fazer a fonte não armar!

[]s

Tipo... você tem ideia de qual fonte é mais apropriada para minha configuração então?

Pelo jeito preciso comprar outra... ontem mesmo o micro reiniciou sozinho navamente... ah veja por favor as informações q aparece no meu Asus Pc Probe que informa a tensão e tal... fico no aguardo e agradeço muito pela atenção.

http://forum.clubedohardware.com.br/index....howtopic=324793

Abração! :-BEER

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  • Membro VIP

Sobre genérica X qualidade. Abra uma genérica, observe seus componentes. Em seguida, abra uma fonte de marca, observe seus componentes e tire suas conclusões! Se optar pela genérica, ou tá 'quebrado" ou não sabe distinguir "alho de bugalho"! :P:P

As fontes melhoraram muito ultimamente! Temos Dr. Hunk, Troni, etc, que antes eram de péssima qualidade, e agora podemos encontrar produtos melhores. Não são ainda ótimos equipamentos, mas já garantem melhor qualidade que antes. Basta pesquisar no fórum e comprovar as boas indicações da galera.

Vale lembrar que essas fontes de qualidade mediana são mais indicadas para máquinas medianas! Para PCs Top, ainda são recomendadas fontes de primeira linha!

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