O que são fontes de alimentação comutadas
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O que são fontes de alimentação comutadas (chaveadas) ?As fontes de alimentação destinam-se a alimentar os circuitos com correntes contínuas.
Nos circuitos mais recentes, para além das fontes de alimentação convencionais, usam-se fontes de alimentação comutadas (Switching Power Supplies, Fontes Chaveadas). Este tipo distinguem-se das fontes convencionais pela sua capacidade de fornecer correntes mais elevadas sem transformadores de grande dimensão e pelo controle da corrente que determinado enrolamento no secundário pode fornecer.
A fonte comutada tem 3 grandes estágios.
Primário Secundário Circuito de controle
Primário:
O primário é na verdade uma fonte convencional com retificação e filtragem completa com uma secção retificação básica e o filtro (D1/C3), que fornece tensão DC (contínua) para o circuito de comutação (T2/Q1). A Tensão CC é simplesmente aplicada a um terminal do enrolamento primário do transformador T2, com o outro terminal do transformador ligado ao coletor do transistor de potência Q1.
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Este transistor funciona como elemento de comutação dos pulsos DC para criar "corrente contínua pulsante", que se irá comportar como AC no enrolamento secundário, devido à mudança do campo magnético.
Com esta ação no sentido normal não irá funcionar no transformador - esta ação de comutação (chaveamento) basicamente converte o pulsar em DC DC, provocando mudança dos campos magnéticos que, por sua vez induz uma tensão no secundário do T2.
A freqüência que o transistor de comutação funciona é fornecida pelo (Oscilador / Pulser) é um aspecto extremamente importante para as tensões induzidas no secundário.
Pense nisso deste modo - um pulso no primário = 2 tensões induzidas no secundário. Uma tensão induzida no secundário com o aumento do pulso, no primário (quando aumenta o campo magnético), e um pulso induzido no secundário quando o pulso se desliga (quando o campo magnético colapsa).
Um pulso por segundo não iria gerar muita tensão no secundário, é igualmente evidente o fato de que quanto maior a freqüência de oscilação, uma maior freqüência será induzida no secundário.
A freqüência dos pulsos para os o transistor de comutação (chaveamento) influenciará a maior ou menor tensão de saída disponível no secundário.
Secundário:
No secundário de uma fonte de alimentação comutada (chaveada) existem retificadores e filtros (D2/C4) na Secção Secundária faz-se a conversão normal AC para DC pulsos em pulsos, e filtra-se para criar corrente contínua bem filtrada. Se não existir nenhuma carga na saída DC, a tensão DC irá subir ao pico máximo. Com uma carga sobre o CC de saída, a tensão de Saída vai cair. Efetivamente, a oscilação no primário tem um efeito diretamente proporcional no secundário, isto é, quanto mais elevada for a freqüência de oscilação maior o valor de tensão.. Existe a necessidade ter uma compensação entre a carga necessário e que exista um método de coordenação entre a carga alimentada e a frequência do oscilador. Uma carga de baixo consumo necessita de menos frequência de pulsos, e .. cargas mais pesadas sobre a saída necessitam de uma maior frequência de pulsos.
Circuito de Controlo:
Um método utilizado é o de comparar a de saída DC com a frequência dos pulsos que chega ao transistor de potência, que está no primário :
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Quando a saída de tensão DC é baixa, a frequência de oscilação tem de aumentar. Quando a saída de tensão DC é elevado, a frequência de oscilação necessita de baixar.
Isto pode ser conseguido através de um Diodo Zener (Z1), em conjugação com um acoplador óptico (U1).
O acoplador óptico proporciona um isolamento importante entre o circuito de saída e o circuito de Entrada. Assumindo que a acoplador óptico é na verdade um LED, e projecta a luz para um Foto-Transístor, um aumento de tensão acima do limite estabelecido do diodo zener fará com que o LED inicie a condução. Ao passar a conduzir o Foto-Transístor afecta a frequência dos pulsos criadas no circuito primário (através do Oscilador / Pulser) e diminuir a sua actividade. Se a carga no Circuito de saída provocar a queda de tensão de saída, então a tensão do Díodo zener cai diminuindo a condução do LED, ou totalmente inoperativo. Neste exemplo, quando o LED acende menos, então o Foto-Transístor também irá conduzir menos, o que permitirá que a frequência dos pulsos entregue ao transístor de comutação aumente, e, assim, fazer com que o CC tensão de saída de ser possa ser aumentada .
Existem vários métodos de fontes comutadas (chaveadas), todas elas têm esta a base, um oscilador no primário oscila, essa oscilação cria pulsos que através de um transformador permitem que díodos rectificadores e outros dispositivos reguladores alimentem o circuito a que se destinam. Existem diversos métodos de controlo e protecção que podem ser verificados, por exemplo, em Fontes Comutadas