Slide 1 - TicMania

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Componentes básicos de um computador
• Disco-Rígido – Fonte - Motherboard
Porquê? Fonte de alimentação. 3
Constituição da fonte 4
Tipos de Fontes 5
Fontes Lineares 6
Fonte Chaveada 8 a 13
As fontes de alimentação (Potência) 14 a 18
As fontes de alimentação – Estabilidade 19 e 20
Fontes de alimentação ATX 21 e 22
Como faço para testar fontes de alimentação corretamente? 23 a 26
Webografia 27
Prof: XXXXX
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Pré-requisitos
Corrente contínua (CC ou DC do inglês direct current) é o fluxo ordenado de eletrões sempre numa direção,
diferente da corrente alternada AC cujo sentido dos elétrons varia no tempo
Corrente: Em termos técnicos, corrente é o "fluxo ordenado de partículas
portadoras de carga elétrica".
Podemos imaginar que a tensão (ou seja, a "voltagem") equivale à
espessura do cano e a corrente (ou "amperagem") equivale à pressão da
água. Ao aumentar a tensão (ou seja, alargar o cano) podemos fazer com
que flua mais energia mantendo a mesma corrente e vice-versa.
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Introdução
• As
fontes de alimentação são as responsáveis por distribuir energia elétrica a todos os
componentes do computador. Assim, uma fonte de qualidade é essencial para manter o bom
funcionamento de um equipamento.
Características de uma boa fonte de alimentação – Contínua - constante - estável
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Fonte de alimentação
• Todos os dispositivos eletrónicos tem embutido, pelo
menos, uma fonte de alimentação, porque a energia da
rede elétrica, para poder ser aproveitada, necessita
primeiro ser transformada em tensão contínua para,
posteriormente, alimentar e abastecer os circuitos do
aparelho.
• A fonte de alimentação vem possibilitar o fornecimento
da energia necessária para um aparelho eletrónico.
• Um aparelho poderá ter mais de uma
fonte de
alimentação, dependendo da
necessidade dos seus
circuitos internos.
Amplificador de potência de áudio
com transformador toroidal com
várias tensões de saída.
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A fonte Chaveada – ATX (Advanced Technology Extended - é um padrão criado no ano de 1995 pela Intel1 )
230v
0v
0v
0v
0v
230v
Corrente alternada
AC --- 230V
retificador de ponte (díodos)
Inibe a AC de voltar para traz.
Converte AC para DC
Transistor (díodos)
Converte AC para DC
12v
12v
Capacitador acumula
corrente DC para que a
corrente não seja afetada
pelas alterações da
corrente AC
Filtrar e estabilizar a corrente DC de saída
transístor mosfet aumentar a frequência
da corrente elétrica.
Com a ajuda do transformador volta a
coloca-la em AC
0v
Corrente
alternada
AC --- 12V com
uma frequência
muito alta
Constituição da fonte
A fonte de alimentação básica é constituída por 4 sectores
•Ponte retificadora - Retifica os pulsos de modo a produzir uma saída polarizada DC. (Corrente contínua (CC ou DC
•Transformador - Transforma a tensão AC e corrente de entrada para um valor utilizável em AC. (corrente alternada )
•Filtragem - Filtra a tensão tornando a corrente contínua.
•Regulação - Regula a saída de modo a ter uma tensão constante.
Toda a fonte CC/CA tem por objetivo
transformar a onda sinusoidal da rede
elétrica em tensão A este processo
chamamos retificação de tensão.
Corrente contínua (CC ou DC do inglês direct current) é
o fluxo ordenado de eletrons sempre numa direção,
diferente da corrente alternada AC cujo sentido dos
elétrons varia no tempo
Característica da CA sinusoidal:
- Valor de pico ou máximo;
- frequência (f = 1/T);
- Período;
- Ciclo;
- Valor eficaz (Vef = Vp / sqr2)
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direct current) )
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Tipos de Fontes
Existem dois tipos principais de fontes de alimentação:
 lineares
 chaveadas
díodos
Circuito
de
controlo
Núcleo
primário
Núcleo
Secundário
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Fontes Lineares
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Fontes Lineares
• O transformador — sincroniza a tensão alternada da rede ao nível correto de
tensão alternada que se deseja;
• A retificação — constituída por 2 ou 4 díodos retificadores (no esquema
apresentado temos 4 díodos) — transforma a tensão alternada do núcleo
secundário do transformador numa tensão contínua ondulada
• O filtro — é constituído por capacitadores e indutores — retira as últimas
ondulações que ainda possam existir sobre a tensão contínua, tornando-a mais
pura.
• O circuito de controlo— mantém a tensão de saída constante e estabilizada,
mesmo quando há variações na tensão alternada da entrada ou da rede.
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Transformador:
Transistor:
Capacitor:
Diodos:
Indutor:
A fonte Chaveada 1 de 6
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A fonte Chaveada ATX:
Estes circuitos de controlo são fruto da diversificação e aprimoramento. Os avanços tecnológicos da
eletrónica foram englobando também o filtro, retificação e o transformador:
A fonte chaveada produz uma tensão continua estabilizada.
O facto básico que rege o funcionamento das fontes chaveadas está na capacidade de
armazenamento de energia em Condensadores/Capacitores (em forma de tensão) e em indutores (em forma
de corrente).
Indutor:
armazenamento de energia em
forma de corrente
Capacitor:
armazenamento de energia em
forma de tensão
Corrente: Em termos técnicos, corrente é o "fluxo ordenado de partículas portadoras de carga
elétrica".
Podemos imaginar que a tensão (ou seja, a "voltagem") equivale à espessura do cano e a corrente
(ou "amperagem") equivale à pressão da água. Ao aumentar a tensão (ou seja, alargar o cano)
podemos fazer com que flua mais energia mantendo a mesma corrente e vice-versa.
A fonte Chaveada 2 de 6
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A fonte Chaveada:
Quando o circuito LC (que está em série com o núcleo primário do transformador) é excitado, através
dos transístores, por pulsos de tensão (onda quadrada) é criada uma onda sinusoidal que é transferida para o
núcleo secundário do transformador. Após a retificação e filtragem, esta onda gera uma tensão contínua
estabilizada.
A fonte Chaveada 3 de 6
A fonte Chaveada por dentro:
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A fonte Chaveada 4 de 6
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A fonte Chaveada
Funcionamento básico:
Os transístores são chaveados por saturação (condução) e corte (circuito aberto) numa frequência
que pode ir de 20kHz até 250KHz conforme o projeto da fonte chaveada.
O circuito de pulsos compensa as pequenas variações da tensão de entrada mudando um pouco a
frequência de tal forma que, a tensão contínua de saída permanece estabilizada (constante).
A onda sinusoidal gerada é muito mais simples de ser filtrada.
A fonte Chaveada 5 de 6
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Outro aspeto importante é o facto da fonte chaveada ser mais leve que as outras, pois os seus componentes
são menores, devido ao uso da alta frequência.
Além disso, a fonte chaveada tem um excelente rendimento, como precisa consumir muito pouco para
funcionar, praticamente transfere toda a energia da entrada para a saída.
Justamente por trabalhar com alta frequência, a fonte chaveada acaba por gerar irradiação
eletromagnética, por isso precisa ser muito bem blindada magneticamente. Mas, apesar do seu alto custo de
desenvolvimento, a fonte chaveada tem um custo de produção em série mais baixo do que o das fontes de
alimentação lineares.
Estas características fazem com que a indústria invista cada vez mais no aprimoramento técnico das fontes
chaveadas.
A fonte Chaveada 6 de 6
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Potência
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As fontes de alimentação (Potência)
Principal especificação
Potência:
• Fontes de alimentação são classificadas e
comercializadas com base na potência máxima que
podem ter nas suas saídas, medida em watts.
• Potência é a capacidade de transformação da
energia elétrica em outro tipo de energia,
normalmente energia térmica, energia mecânica,
energia química, etc.
• Em geral, quanto maior for a potência de uma
fonte de alimentação, mais placas e periféricos
podem ser instalados no computador.
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
Apoio para calcular a potencia da fonte
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As fontes de alimentação (Potência)
Principal especificação
Potência:
Mas o que realmente vem a ser a potência de uma fonte?
O que significa os “300W” de uma fonte de alimentação?
As fontes de alimentação são comercializadas de acordo com a potência máxima produzida por
voltagem.
Uma fonte de alimentação de 300W significa que a fonte pode fornecer ao PC uma potência
máxima, também chamada de potência nominal, de 300W.
A potência máxima de uma fonte de alimentação pode ser facilmente calculada multiplicando a
tensão pela corrente de cada uma das suas saídas e somando os resultados.
P=V*I
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De todas as especificações técnicas descritas no
databook de cada componente, estávamos mais
interessados na corrente máxima em modo contínuo,
dada em amperes (A). Para encontrar a potência
máxima teórica do componente em watts podemos usar
P = V x I, onde P é a potência em watts,
V é a tensão em volts e I é a corrente em ampères.
a fórmula
Isto não significa que a fonte de alimentação fornecerá
a corrente máxima de cada componente, já que a
potência máxima que a fonte de alimentação pode
fornecer depende de outros componentes usados – como
o transformador, bobinas, o layout da placa de circuito
impresso e a bitola (secção) dos fios.
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Por exemplo, na tabela abaixo calculamos a potência máxima produzida por uma fonte de
alimentação ATX de 300W. A potência produzida por uma tensão negativa é somada ao total, e não
subtraída.
Como podemos ver a potência total produzida pela fonte de alimentação ATX é um pouco maior do
que os 300W com que foi rotulada.
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
Apoio para calcular a potencia da fonte
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As fontes de alimentação – Principal especificação :
Exemplo fonte ATX:
Tensão de fornecimento para a saída de 12V
Corrente nominal de saída = 26A
Potência nominal desta saída (12V): P = V x I = 12 x 26 = 312W
Valor arredondado
P = 5 x 45 = 225W
Valores OK
Por características
internas o valor da
soma das potências
não fecha com o total.
Potência Máx.
suportada por 60s
Todos os valores OK
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As fontes de alimentação – Estabilidade
• Uma boa fonte de alimentação tem de garantir voltagens estáveis em suas saídas independente de
imperfeições ou sobrecargas oriundas da rede elétrica ou das variações de consumo do próprio computador.
• Para que um computador funcione corretamente e de forma segura é necessário que as tensões de saída da
fonte de alimentação estejam estáveis mesmo que haja uma sobre tensão na rede elétrica comercial.
• Alguns dispositivos do PC, em especial o processador, são extremamente sensíveis a variações de tensão.
• Variações bruscas nas tensões da fonte podem fazer com que o computador pare ou podem queimar algum
periférico do PC.
• O computador pode tolerar certa variação de tensão sem que haja problema nos seus componentes.
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As fontes de alimentação – Estabilidade
A tabela abaixo mostra as tensões de saída da fonte, bem como os valores máximos e mínimos tolerados
pelo PC.
Tensão de Saída Tolerância Mínimo Máximo
+5VDC ±5% +4,75V +5,25V
+12VDC ±5% +11,40V +12,60V
-5VDC ±10% -4,5V -5,5V
-12VDC ±10% -10,8V -13,2V
+3,3VDC ±5% +3,14V +3,47V
+5V SB ±5% +4,75V +5,25V
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ATX:
A Fonte ATX, que é a mais usada hoje em dia, permite ligar e desligar o computador de forma digital ou
por software. Digital porque quando se liga um computador com sistema ATX através de um botão, este
botão não é do tipo liga/desliga, mas sim um mero contato momentâneo para uma ponte da placa-mãe
que acionará a fonte de alimentação, como se tivesse acionado um relé. Por software, quando se utiliza
programas que trabalham diretamente com o sistema de shutdown/wake-on.
A Fonte ATX tem um plug de 20 pinos e foi acrescentada mais uma fonte de alimentação para a
placa-mãe, uma linha de +3,3V.
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ATX - Alimentação das partes principais do PC:
CPU: +12V
Memoria: +
5V
HDD: +5V, +12V
HD SATA: +3.3V / +5V
Placa-mãe: todas voltagens
VGA: +3.3V, +5V, +12V
Optical drive: +5V, +12V
Placas de expansão: +5V, +12V
Fan: +12V
OBS: Voltagens negativas são usadas para sinais.
Pesquisar: Eficiência em fontes de alimentação
Consumo das partes (componentes)
e um computador.
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Como testar fontes de alimentação corretamente?
Isso deve ser feito com o auxílio de um multímetro digital, posicionado na escala de tensão contínua (VDC), na
escala de 20 V. Além disso, deve ser colocada uma resistência de 10 ohms x 10 watts na saída a ser testada.
Isto deve ser feito pelo seguinte motivo: algumas fontes apresentam tensões corretas quando não estão sem carga,
mas, quando colocamos carga, a tensão baixa. Além desse teste, o ideal é usar um osciloscópio para verificar se há
flutuação na saída da fonte. As saídas deverão ser totalmente contínuas, não possuindo qualquer flutuação.
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Testar individualmente cada uma das saídas da fonte. A tolerância de cada uma das saídas é de 5%. Dessa
forma, os valores possíveis são os seguintes:
Tensão Nominal
Fio
Tensão mínima
Tensão máxima
+5 V
Vermelho
4,75 V
5,25 V
-5 V
Branco
-4,75 V
-5,25 V
+12 V
Amarelo
11,4 V
12,6 V
-12 V
Azul
-11,4 V
-12,6 V
+3,3 V
Laranja
3,135 V
3,465 V
A saída de +3,3V só existe em fontes ATX.
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Como faço para testar (ligar) fontes ATX fora do gabinete, sem conectá-la à placa-mãe?
Nas fontes convencionais, basta ligar a fonte.
Nas fontes ATX?
Para fazer com que fontes ATX liguem sem estarem conectadas à placa-mãe, basta aterrar o pino PS-ON da fonte
de alimentação, isto é, conectar o pino PS-ON (pino 14) ao terra (pinos 3, 5, 7, 13, 15, 16 ou 17). Como em geral o
PS-ON é um fio cor verde, basta ligar o fio verde da fonte ao fio preto, através de um pequeno fio ou mesmo um
clip de papel aberto.
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Testes:
É válido lembrar que muitas vezes fontes indicam tensão de alimentação correta quando testadas com um
multímetro, porém não funcionam corretamente quando há uma carga aplicada, isto é, quando são
conectadas à placa-mãe. O defeito mais comum em fontes de alimentação é não conseguir fornecer corrente
suficiente. Nesse caso, as tensões terão bons resultados, porém o PC não funciona corretamente (sintomas
típicos são PC´s que fazem resets aleatórios ou desligam sozinhos). A melhor forma e mais segura de se testar
uma fonte, é por substituição.
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Webgráfia
http://www.electronica-pt.com/content/view/202/
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/49-curiosidades/4334-art598.html
Tensão vs corrente
http://www.hardware.com.br/guias/fontes-protecao/entendendo-eletricidade.html
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
Apoio para calcular a potencia da fonte
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_cont%C3%ADnua
Corrente CC DC AC
https://www.youtube.com/watch?v=E0PwS8RdmR0
Youtube 02:30
https://www.youtube.com/watch?v=Z6An-IRTQbo
https://www.youtube.com/watch?v=6b00RIGbjn4