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Marcos FRM
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Nova FAQ sobre fontes - Desenvolvimento

#1 Por Marcos FRM 25/04/2006 - 13:57
Pessoal, resolvi reescrever a FAQ sobre fontes ( https://www.hardware.com.br/comunidade/fontes-faq/206802/ ). Aproveitei algumas partes, escrevi outras, peguei textos de outros tópicos, enfim...

Posto para análise dos colegas, lembrando que o texto está aberto a contribuições, sugestões, críticas, mensalões (ooopps!).

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Por mgc, Ailson, Peart

Contribuições de aylons, Seven, ffugita, Komm

1 - Calculando quantos Watts você irá utilizar

http://www.jscustompcs.com/power_supply/


2 - Como testar fonte com multímetro

A forma mais simples é desconectar a fonte da placa-mãe (conector de 20 pinos) e também todos os periféricos conectados nas saídas MOLEX, deixando a fonte completamente livre, sem alimentar nenhuma carga. No conector que alimenta a placa-mãe, localize um fio verde (é o quarto fio do lado da presilha). Coloque um clipe de papel ou pedaço de fio ligando esse fio a um dos pretos. Pronto, a fonte ligará sem depender do PC.

As voltagens dos conectores MOLEX são definidas assim: 12V (fio amarelo), 5V (fio vermelho) e terras (fios pretos). Na imagem abaixo temos a pinagem dos conectores:

pinagematxmenor6ie.gif

No conector ATX principal, as tensões que têm maior importância são: 3,3V (fios laranja) e 5VSB (fio roxo).

Observação: as fontes mais novas não trazem mais a linha de -5V, que a partir do padrão ATX 1.3 caiu em desuso.

O conector auxiliar +12V consiste simplesmente em mais duas alimentações de 12V com seus respectivos terras. Nas fontes mais atuais (padrão ATX 2.0 ou superior), esse conector usa uma linha separada da fonte, ou seja, não compartilha da mesma origem dos 12V que alimentam o conector ATX principal e os dos periféricos.

Para medir as tensões, coloque o multímetro na escala de tensão contínua, 20V pelo menos (em hipótese nenhuma meça na escala de corrente!). A ponta de prova preta deverá ser conectada em qualquer fio preto e a ponta vermelha será conectada nos fios correspondentes ao valor das voltagens que se deseja medir, ou seja, 5V no fio vermelho, 12V no amarelo, etc.

Lembramos ainda que, se o multímetro for digital, não haverá problema se as pontas de provas forem invertidas, pois apenas inverterá o sinal da medição. Já em um multímetro analógico (com ponteiro), a inserção das pontas deve ser feita na polaridade correta, caso contrário não será possível efetuar a medição.

Uma coisa importante é que a maioria das fontes necessita de uma carga mínima em suas saídas para conseguir manter uma regulação adequada das tensões. Ou seja, ao ligarmos uma fonte “sozinha” (sem estar conectada a nenhum componente), as tensões podem variar além do especificado. Assim, a melhor forma para medir as tensões é fazendo a medição com a fonte alimentando o PC. Tome muito cuidado para não fazer curtos-circuitos nas saídas da fonte bem como entre placas, e tenha certeza que o multímetro está na escala de tensão adequada.

Neste caso, a medição nos MOLEX são tranqüilas, feitas da mesma forma quando temos a fonte fora do gabinete, só o que difere é que para medir tensões no conector ATX/ATX12V precisamos inserir a ponteira “por cima” do conector.

As variações máximas especificadas no padrão ATX são as seguintes:

voltagens7xc.gif

3 - Fotos de fonte genérica e de uma fonte de marca

Fonte genérica:
fontegenericamenor5dh.jpg

Fonte de marca:
fontemarcamenor3yl.jpg

Note a maior robustez dos componentes, principalmente o transformador chopper (na parte central em amarelo) e os dissipadores de calor, bem maiores. A qualidade superior dos componentes e o projeto eletrônico mais desenvolvido não significam apenas maior potência, são também garantia de melhor estabilidade e principalmente confiabilidade.

É bom ter em mente marcas de fontes de boa qualidade e de fontes genéricas, para ao comprar uma saber o que estará levando para casa.

Exemplos de marcas de fontes “de marca” (potência real): Seventeam, Thermaltake, Antec, Enermax, TTGI, Vantec, outras.

Exemplos de marcas de fontes “genéricas” (potência irreal): Satellite, Troni, VCom, Upson, XPC, Leadership, Topdek, Maxxtro, LG, Dr.Hank, Omega, Coletek, outras.


4 - Como saber a potência real de sua fonte?

As fontes são vendidas de acordo com a sua potência máxima de saída (medida em Watt – símbolo “W”). Como todas as elas possuem as mesmas tensões de saída (também chamadas de “linhas”), o que difere de uma fonte de maior para uma de menor potência é a capacidade de corrente suportada em suas saídas. Além disso, a fonte precisa suprir exigências de corrente que variam muito rapidamente com um mínimo de variação na tensão. A potência especificada é a potência máxima que fonte consegue fornecer; quem determinará o quanto será exigido de potência será o PC.

No corpo da fonte existe uma tabela que indica quantos Amperes (medida de corrente elétrica – símbolo “A”) a fonte suporta em cada linha. Para calcularmos a potência da fonte devemos basicamente usar a velha fórmula P = V . I (potência é igual à tensão vezes corrente).

Por exemplo:
etiquetavcom6av.jpg

Como você pode ver, cada saída de tensão possui declarada a corrente máxima suportada. Para fazermos o cálculo da potência da fonte basta pegarmos cada tensão e multiplicar pela corrente máxima e somarmos os resultados. Nas saídas negativas, use o módulo do valor (desconsidere o sinal).

Um detalhe é que muitas fontes especificam nas saídas de 5V e 3,3V uma potência combinada. O que acontece nesses casos é que a saída de 3,3V é feita colocando-se um regulador pendurado na saída de 5V, ou seja, tudo que for drenado da saída de 3,3V estará sendo na verdade consumido da saída de 5V mais as perdas do regulador. Portanto, devemos considerar no cálculo apenas a potência da saída de 5V, desconsiderando a potência da saída de 3,3V.

No caso das fontes genéricas os valores estampados na etiqueta dificilmente correspondem às características reais da fonte. Os valores são sempre superdimensionados, de forma a inchar a potência da fonte.


5 – PFC (correção de fator de potência)

Potência é definida sendo a quantidade de energia que um circuito consome em um determinado intervalo de tempo. Existem “três tipos” de potência: a potência ativa, aquela que efetivamente realiza trabalho, medida em Watt (W); a potência reativa, que o circuito armazena nos indutores e capacitores, medida em Volt-Ampere reativo (VAr); e a potência aparente, que é o vetor soma das anteriores, medida em Volt-Ampere (VA), sendo a potência total requerida da rede. Podemos ilustrar usando o famoso triângulo das potências:

triangulopotencias1mc.jpg

O fator de potência é o quociente entre potência ativa e potência aparente (FP = W/VA), ou o cosseno do ângulo formado entre essas duas potências.

Por vários motivos, uma fonte é um circuito muito reativo, principalmente uma fonte chaveada. Um projeto de fonte pode chegar facilmente a um fator de potência (FP) de 0,8 ou 0,7, talvez menos. O que os circuitos de PFC (Power Factor Correction, ou Correção de Fator de Potência) fazem é diminuir ao máximo a potência reativa da fonte, aumentando assim seu fator de potência. Uma fonte com PFC ativo pode chegar a um FP muito próximo de 1, ou seja, 100%.

Um comentário muito comum é que fontes com PFC reduzem o gasto na conta de luz. Em vários lugares da Europa e alguns lugares dos EUA sim, as pessoas são cobradas, além da potência ativa que consomem, pela potência reativa também. Contudo, aqui para nós brasileiros tal informação não procede, pois no Brasil os usuários domésticos pagam apenas a potência ativa consumida. Se você tem um fator de potência de 0,9 na sua instalação elétrica (excelente) e gasta 100 kWh e seu vizinho tem um fator de potência de 0,3 (muito ruim) e gasta os mesmos 100 kWh, vocês dois pagam a mesma coisa a empresa fornecedora de energia. Só que o seu vizinho com o FP de 0,3 exige da rede na realidade muito mais do que os 100 kWh que o relógio de luz marca, já que o que a empresa fornece é a potência aparente, que é maior em circuitos com FP mais baixo.

Se fosse em uma grande fábrica, por exemplo, aí sim uma fonte com PFC traria algum benefício financeiro, pois os "relógios" das fábricas medem a potência reativa da rede, assim a companhia fornecedora de eletricidade tem como determinar o fator de potência da instalação. Para fatores de potência abaixo de 0,92, é aplicada uma multa que cresce a medida que o FP diminui. Entretanto, em residências isso não existe no Brasil, você só paga a potência ativa, independentemente do fator de potência da sua instalação elétrica.

Boa parte dessa confusão é causada pela idéia equivocada que o fator de potência está ligado à eficiência da fonte. Eficiência é diferente de fator de potencia. Enquanto podemos montar fontes com FP de 0,99, dificilmente é possível montar fontes com eficiência tão alta. Fontes lineares comuns jogam boa parte da energia elétrica consumida fora no transformador e também nos reguladores de voltagem, sob a forma de calor. O mesmo ocorre em fontes chaveadas, porém em proporção menor.

Uma utilidade do circuito PFC para nós é quando precisamos dimensionar um no-break. A potência reativa, mesmo não realizando trabalho, é exigida da rede igualmente. Assim, apesar de não pagarmos esse consumo, uma fonte com FP baixo irá “puxar” mais da rede.

Em um PC onde os componentes consumam 400W, uma fonte sem PFC (FP típico de 0,7) consumiria 571VA. Já o mesmo PC com uma fonte com PFC (FP típico de 0,95) consumiria 421VA. Em ambos os casos, o consumo é aproximado, pois não estamos considerando as perdas nos circuitos da fonte.

Tendo em vista que os no-breaks de maior potência são muito mais caros, se no exemplo acima tivéssemos um no-break de 600VA alimentando este PC, com uma fonte sem PFC este estaria dimensionado no talo, mas passaria a ter uma boa margem de segurança se a trocássemos por uma fonte com PFC.

Algumas fórmulas:

VA² = W² + VAr²
e VA = W / FP

Onde: VA=Potência Total, W=Potência Ativa, VAr=Potência Reativa, FP= Fator de Potência

Usando-se o exemplo dado:
Potência ativa 400W - FP de 0,70 (70%) = Consumo aprox. 571 VA, com aprox. 408 VAr
Potência ativa 400W - FP de 0,95 (95%) = Consumo aprox. 421 VA, com aprox. 131 VAr

Como se vê, a potência reativa (VAr) diminui bruscamente em uma fonte com PFC.

Mais informações:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Fator_de_pot%C3%AAncia
Ail5on
Ail5on Super Zumbi Registrado
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#4 Por Ail5on
17/05/2006 - 16:57
Nossa Peart,muito boa a faq,seria interessante colocar suas observações em nossa faq!!! :idea: :mrgreen: big_green.png

Parabéns!!! :wink:
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ferrazrafael
ferrazrafael Veterano Registrado
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#5 Por ferrazrafael
07/09/2006 - 11:33
Um detalhe é que muitas fontes especificam nas saídas de 5V e 3,3V uma potência combinada. O que acontece nesses casos é que a saída de 3,3V é feita colocando-se um regulador pendurado na saída de 5V, ou seja, tudo que for drenado da saída de 3,3V estará sendo na verdade consumido da saída de 5V mais as perdas do regulador. Portanto, devemos considerar no cálculo apenas a potência da saída de 5V, desconsiderando a potência da saída de 3,3V.


como eu vou saber que a potencia é combinada??
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