Como funciona a Fonte

Introdução

Se existe um componente absolutamente vital para o funcionamento de um computador, este é a fonte de alimentação. Sem ela, o computador é apenas uma caixa de plástico e metal sem função. A fonte de alimentação converte a corrente alternada (AC) da sua casa em corrente contínua (DC), necessária para o funcionamento do seu computador. Neste artigo, aprenderemos como funciona a fonte de alimentação do computador e o que significa potência wattagem da fonte.

Fonte de alimentação
Em um computador, a fonte de alimentação é uma caixa de metal posicionada geralmente no canto do gabinete. Ela é visível na parte de trás da maioria dos equipamentos, e nela estão o conector do cabo de força e a ventoinha.

Esta é uma fonte de alimentação retirada de um computador. O pequeno interruptor vermelho, à direita, em cima do conector do cabo de força, serve para trocar a voltagem, de acordo com sistemas adotados em diferentes países.

Interior de uma fonte de alimentação

As fontes de alimentação, geralmente chamadas de "fontes chaveadas", usam a tecnologia do chaveamento para converter a tensão alternada (AC) em tensão contínua (DC) de nível mais baixo. Os níveis típicos de tensões de alimentação são:

• 3,3 volts
• 5 volts
• 12 volts

Os circuitos digitais utilizam tensões de 3,3 e 5 volts, enquanto a tensão de 12 volts é utilizada para fazer funcionar os motores dos drivers de disco e das ventoinhas. A especificação principal de uma fonte de alimentação é o watts. Um watt é o produto da voltagem em volts pela corrente em ampères. Se você trabalha com computadores há muitos anos, deve se lembrar que as antigas máquinas tinham interruptores vermelhos, grandes e pesados. Estes interruptores, na realidade, controlavam a aplicação da tensão de 120 volts na fonte de alimentação.

Hoje você liga o equipamento ao pressionar um pequeno botão e o desliga através de uma das opções do menu. Estas possibilidades foram adicionadas às fontes de alimentação há alguns anos. O sistema operacional pode mandar um sinal para a fonte de alimentação desligar. O botão de ligar envia um sinal de 5 volts para a fonte de alimentação avisando-a quando deve ligar. A fonte de alimentação possui também um circuito que fornece 5 volts de denominado "standby voltage" (VSB), mesmo quando o computador está desligado, fazendo com que o botão funcione, quando acionado.

A tecnologia da fonte chaveada

Antes de 1980, as fontes de alimentação costumavam ser pesadas e volumosas. Elas usavam transformadores grandes, pesados e enormes capacitores (alguns tão grandes quanto latas de refrigerante) para converter tensões alternadas de 120 ou 220 volts e 60 hertz em tensões contínuas 5 e 12 volts.

As fontes chaveadas utilizadas hoje são muito menores e mais leves. Elas convertem o sinal de 60 Hertz (Hz, ou ciclos por segundo) para uma freqüência muito mais alta, o que significa mais ciclos por segundo. Esta conversão possibilita que o transformador pequeno e leve na fonte de alimentação baixe a tensão de 110 volts (ou 220 em alguns países) para a tensão adequada a um determinado componente do computador. O sinal alternado de alta freqüência, obtido por uma fonte chaveada, é também mais fácil de retificar e filtrar, se comparado ao sinal original de 60 Hz de rede elétrica, reduzindo as de tensões nos componentes eletrônicos do computador.

Nesta foto você pode ver três pequenos transformadores (amarelos) no centro. À esquerda estão dois capacitores cilíndricos. As peças grandes de alumínio são os dissipadores de calor. O dissipador de calor esquerdo possui transistores fixados a ele. Estes são os transistores encarregados de fazer o chaveamento, fornecendo energia de alta freqüência aos transformadores. Fixado ao dissipador de calor da direita estão os diodos que retificam os sinais alternados, transformando-os em contínuos.

Uma fonte chaveada retira da rede elétrica apenas a energia de que necessita. As tensões e correntes típicas fornecidas por uma fonte de alimentação são mostradas na sua placa de identificação.

Placa de identificação da fonte de alimentação de um computador:
VSB é o sinal "standby voltage" utilizado pelo botão de energização da fonte.

A tecnologia empregada na fonte chaveada também é utilizada para transformar sinal contínuo em alternado, como encontrado em vários inversores de energia de automóveis, que utilizam equipamentos AC. Essa tecnologia transforma a tensão contínua da bateria do carro em tensão alternada.

Padronização das fontes de alimentação

Já existiram pelo menos seis padrões diferentes de fontes de alimentação para computadores. Recentemente a indústria adotou a fonte de alimentação baseada no modelo ATX. ATX é uma especificação industrial que indica que a fonte de alimentação tem as características físicas para encaixar-se em um gabinete ATX e que possui as características elétricas para trabalhar com uma placa mãe ATX.

Os cabos da fonte de alimentação do computador utilizam conectores padronizados, o que torna difícil conectar de forma errada. Os fabricantes de ventoinhas geralmente usam os mesmos conectores, utilizados nos cabos de alimentação dos demais periféricos, permitindo que esta obtenha facilmente os 12 volts de que necessita. Os fios codificados por cores e os conectores padrão tornam possível ao consumidor ter muitas escolhas para a substituição de uma fonte de alimentação.

Fonte de alimentação removida do gabinete do computador: à direita, os cabos e conectores que fornecem a tensão contínua.

Gerenciamento avançado de alimentação
O gerenciamento avançado de alimentação (APM) oferece um conjunto de cinco diferentes estados em que o seu sistema pode se encontrar. Ele foi desenvolvido pela Microsoft e pela Intel para os usuários que desejam economizar energia. Cada componente do sistema, incluindo o sistema operacional, o sistema básico de entrada e saída (BIOS), a placa mãe e os dispositivos conectados, todos precisam ser compatíveis com o APM para utilizar esta característica. Se você deseja desativar o APM porque suspeita que ele está consumindo recursos do sistema ou causando conflitos, a melhor maneira de fazê-lo é através da BIOS. Assim o sistema operacional não tentará reinstalá-lo, o que poderia acontecer se ele fosse desativado apenas através do software.

Potência da fonte de alimentação

Uma fonte chaveada de 400 watts não irá necessariamente utilizar mais energia do que uma de 250 watts. Uma fonte maior será necessária se você utilizar todos os slots (conectores de interface) da placa mãe ou cada compartimento disponível no gabinete do computador. Não é uma boa idéia ter uma fonte de 250 watts se você tiver um total de 250 watts em dispositivos, uma vez que a fonte não deve ter sua capacidade carregada em 100%.

De acordo com a empresa PC Power and Cooling, Inc. (em inglês), alguns valores de consumo de potência (em watts) para itens comuns de computador são:

Item do computador	Watts
Interface de vídeo padrão AGP	20 a 30W
Interface padrão PCI	5W
Cartão PCI SCSI	20 a 25W
Dispositivo de disco flexível	5W
Interface de rede	4W
CD-ROM com velocidade 50x	10 a 25W
Memória de acesso randômico (RAM)	10W por 128Mb
Dispositivo de disco rígido Integrated Drive Eletronics (IDE) 5.200 RPM	5 a 11W
Dispositivo de disco rígido IDE 7.200 RPM	5 a 15W
Placa-mãe (sem CPU ou RAM)	20 a 30W
Pentium III 550 MHz	30W
Pentium III 733 MHz	23,5W
Celeron 300 MHz	18W
Athlon 600 MHz	45W

Fontes de alimentação de mesmo fator de forma (refere-se ao atual modelo da placa mãe) são diferenciadas pela potência fornecida e pela extensão da garantia.

Problemas da fonte de alimentação

A fonte de alimentação de um computador é provavelmente o item mais propenso a falhar. Ela aquece e resfria cada vez que é utilizada e recebe um surto de corrente quando o computador é ligado. O ventilador parado é um aviso de falha na fonte de alimentação devido ao subseqüente superaquecimento dos componentes. Todos os dispositivos de um PC recebem tensão contínua através da fonte de alimentação.

Um problema comum na fonte de alimentação geralmente é percebido através do cheiro de queimado ao desligar o computador. Outro problema é se o ventilador, que é vital, falhar, o que causará o superaquecimento dos componentes da fonte de alimentação.

Para qualquer defeito da fonte de alimentação, utilize a documentação que veio com o seu computador. Se você alguma vez removeu o gabinete do seu computador para acrescentar uma placa ou memória, está apto a substituir a fonte de alimentação. Certifique-se de primeiro retirar o cabo de alimentação, uma vez que as tensões estão presentes mesmo com o computador desligado.

Melhorias na fonte de alimentação

Recentes melhorias na placa-mãe e no chipset permitem aos usuários verificar as rotações por minuto da ventoinha da fonte de alimentação via BIOS e através de uma aplicação do Windows fornecida pelo fabricante da placa mãe. Novos projetos oferecem um controle do ventilador de modo que ele funcione apenas com a velocidade necessária, de acordo com a necessidade de refrigeração.

Projetos recentes em servidores da Web incluem fontes de alimentação com fonte sobressalente, o que permite a troca de uma fonte enquanto a outra está em uso. Alguns computadores novos, particularmente aqueles projetados para serem usados como servidores, possuem fontes extras. Isto significa que há duas ou mais fontes de alimentação no sistema, uma fornecendo a energia e a outra atuando como reserva. A fonte reserva entra em ação imediatamente no caso de falha da fonte principal. Então a fonte principal pode ser trocada enquanto a outra está em uso.