Especificações da Fonte de Alimentação, Specs
Ao selecionar uma fonte de alimentação, seja uma fonte de alimentação linear ou uma fonte de alimentação comutada, é necessário entender as várias especificações para escolher a correta.
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Nosso Tutorial de Circuitos de Fonte de Alimentação Inclui:
Visão geral dos circuitos de alimentação | Fonte de alimentação linear | Fonte de alimentação do modo de comutação | Suavização do capacitor | Circuitos retificadores AC | Circuitos reguladores de tensão | Circuito regulador de tensão Zener | Proteção contra sobretensão | Especificações da fonte de alimentação | O que é um Fonte de Alimentação | Barramento de gerenciamento de energia: PMbus | Fonte de energia ininterrupta
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Ao escolher e comprar uma fonte de alimentação, é necessário entender as especificações fornecidas na folha de dados para que uma fonte de alimentação com o desempenho correto possa ser selecionada.
Existem várias especificações usadas para detalhar o desempenho das fontes de alimentação. Cada um detalha um aspecto diferente do desempenho de uma fonte de alimentação e, dependendo da aplicação, alguns serão mais importantes que outros.
As fontes de alimentação podem ser lineares, usando um regulador de tensão linear, ou fontes de alimentação comutadas. Ambos os tipos são amplamente utilizados, mas muitas vezes são utilizados diferentes aplicações em função de suas diferentes características.
ESPECIFICAÇÕES DE TENSÃO E CORRENTE
As especificações da fonte de alimentação primária são os parâmetros de saída de tensão e corrente. Em termos de tensão, a fonte de alimentação pode ser fixa ou pode ter uma saída variável. É necessário verificar se a fonte de alimentação tem uma saída fixa ou variável.
Se a fonte de alimentação tiver uma saída fixa, haverá um pequeno ajuste que poderá ser feito e poderá ser necessário verificar se ela pode ser ajustada para o valor necessário, caso a tensão necessária não seja exatamente a citada na folha de especificações. Se a fonte de alimentação tiver uma faixa variável, é necessário garantir que ela cubra a faixa necessária.
Em termos de corrente, é necessário garantir que a fonte de alimentação seja capaz de fornecer o nível de corrente necessário e tenha um grau de margem além desse requisito mínimo. Ao calcular o requisito para a especificação da fonte de alimentação para a corrente, é necessário levar em consideração o que é chamado de corrente de partida. Esta corrente de pico ocorre quando um item é ligado e um grande pico de corrente é desenhado para carregar capacitores, etc. Esta corrente de pico pode ser várias vezes a corrente de operação normal.
REGULAMENTO DA LINHA
As especificações da fonte de alimentação detalham os números de um parâmetro intitulado “regulação de linha”. Verifica-se que quando a tensão de linha ou de entrada muda, uma pequena variação pode ser vista na saída. A figura do regulamento da linha detalha essa mudança.
É importante garantir que, se a tensão da saída for crítica, a regulação da linha é tal que não fique fora dos limites de tensão de saída exigidos com as variações de linha esperadas.
Também é necessário adicioná-lo a quaisquer outras variações de tensão de saída da fonte de alimentação, como regulação de carga e estabilidade de tempo e temperatura.
A especificação de regulação de linha é normalmente cotada em milivolts para uma determinada variação de entrada. Também pode ser expresso ou como uma porcentagem da tensão de saída e normalmente deve ser alguns milivolts (por exemplo, 5 mV) ou cerca de 0,01% da tensão de saída máxima para a maioria das fontes de alimentação para uma mudança de tensão de linha em qualquer lugar dentro da faixa de operação .
REGULAGEM DE CARGA
Outra especificação importante da fonte de alimentação é chamada de “regulação de carga”. Verifica-se que quando uma carga é adicionada à saída de uma fonte de alimentação, a tensão nos terminais pode cair ligeiramente. Isso obviamente não é desejável porque a tensão de saída deve permanecer exatamente constante em um mundo ideal.
A variação da carga da fonte de alimentação é normalmente cotada como uma variação em milivolts ou como porcentagem da tensão máxima de saída. Normalmente pode ser alguns milivolts (por exemplo, 5 mV) ou 0,01% para uma mudança de carga de 0 a 100% da carga. Normalmente é cotado para uma tensão de linha constante e em temperatura constante.
Também pode ser encontrado que pode haver uma queda de tensão perceptível ao longo dos fios da fonte de alimentação para a carga. Isso obviamente pode ser reduzido usando fios mais grossos que terão uma resistência menor. No entanto, algumas fontes de alimentação possuem terminais adicionais para sensoriamento remoto.
Usando o sensoriamento remoto, a fonte de alimentação é conectada à carga da maneira normal, mas fios adicionais são usados para detectar a tensão real na carga. Esses fios praticamente não transportam corrente e, além de serem muito mais finos, praticamente não terão queda de tensão ao longo deles. Eles sentirão a tensão na carga e enviarão essas informações de volta à fonte de alimentação para que o circuito regulador de tensão regule a tensão na carga e não a saída da fonte de alimentação.
ONDULAÇÃO E RUÍDO
Os parâmetros de ondulação e ruído são outra especificação importante da fonte de alimentação. É possível que ruídos e outros impulsos na linha de energia possam ser transferidos para a saída do circuito que está sendo alimentado. Para minimizar isso, especialmente para circuitos sensíveis, é necessário garantir que as linhas de energia estejam o mais limpas possível.
A ondulação e o ruído na saída são combinados como uma única especificação. Para fontes lineares, a frequência de ondulação normalmente é duas vezes a frequência da linha. Para fontes de comutação, oscilações e picos surgirão da ação de comutação da fonte.
Os componentes de ondulação geralmente são dados como valores RMS, mas para fontes de comutação, uma medição pico a pico é mais útil porque mostra a extensão dos picos decorrentes da comutação. A maioria das boas fontes deve oferecer valores de ondulação e ruído melhores que 10 mV RMS e, para fontes chaveadas, valores de 50 mV ou menos devem ser alcançados em muitos casos, embora fontes de corrente muito altas possam ter valores ligeiramente mais altos.
ESTABILIDADE DE TEMPERATURA
A temperatura é uma das principais causas de alteração das condições do circuito e, no caso de fontes de alimentação, tanto as fontes de alimentação lineares quanto as fontes de alimentação comutadas, pode causar alterações na tensão de saída.
Referências de tensão (diodos Zener, etc) podem ser uma das principais causas de mudança de tensão, mas outros componentes eletrônicos também mudam – os resistores são os principais após o diodo de referência.
Muitas vezes, várias formas de compensação de temperatura podem ser adicionadas durante o estágio de projeto do circuito eletrônico da fonte de alimentação, e isso reduzirá consideravelmente qualquer desvio, mas sempre haverá algum.
Mesmo pequenas mudanças podem afetar alguns circuitos, portanto, nestes casos, é importante verificar os valores de estabilidade de temperatura da fonte de alimentação.
Os valores para a estabilidade da temperatura da fonte de alimentação serão fornecidos na folha de dados. O parâmetro é medido como uma porcentagem ou variação absoluta de tensão por grau C. Normalmente, isso pode estar na região de 0,02% / °C ou 2 mV / °C. Naturalmente, esses números são apenas um guia para o que alguns suprimentos afirmam.
ESTABILIDADE COM O TEMPO
Todos os componentes mudam seus valores ligeiramente ao longo do tempo, portanto, não é surpreendente descobrir que as fontes de alimentação, mas os tipos de reguladores lineares e as fontes de alimentação comutadas, variam um pouco com o tempo.
Embora as quantidades de mudança sejam normalmente pequenas, elas podem ser importantes em algumas aplicações. Como resultado, os valores para a estabilidade da saída de tensão com o tempo são frequentemente citados dentro das especificações gerais da fonte de alimentação.
Para a especificação de estabilidade, a tensão de saída da fonte de alimentação será medida durante um período de tempo sob carga constante e tensão de entrada e o desvio de tensão medido. Normalmente, serão alguns milivolts (por exemplo, cinco a dez) durante um período de dez horas.
LIMITAÇÃO DE CORRENTE E SOBRETENSÃO DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO
É sempre aconselhável garantir que qualquer fonte de alimentação, seja um regulador de tensão linear ou uma fonte de alimentação comutada, tenha várias formas de proteção incorporadas para evitar danos em caso de falha de alguma forma.
Existem duas formas principais de proteção que podem ser encontradas em fontes de alimentação lineares e comutadas:
- Proteção contra curto -circuito: A proteção contra curto- circuito é necessária caso o equipamento que está sendo alimentado desenvolva um curto-circuito ou comece a receber corrente além da corrente de projeto. Por ter proteção contra curto-circuito na fonte de alimentação, isso limita a corrente a um nível máximo.Muitas fontes de alimentação de bancada ou laboratório têm um limite ajustável, e isso pode ser útil porque significa que o limite pode ser ajustado para os requisitos do circuito que está sendo alimentado.Existem também duas formas de limitação de corrente. O primeiro é chamado de limitação de corrente constante. Isso limita a corrente a um nível máximo e permanece nesse nível se houver uma sobrecarga. Outra forma de limitação de corrente na fonte de alimentação é chamada de limitação de corrente fold-back. Isso reduz a corrente do máximo progressivamente à medida que a sobrecarga aumenta. Em outras palavras, a corrente se dobra de volta.
- Proteção contra sobretensão: É possível que o elemento série, especialmente em um regulador de tensão linear, falhe. Neste caso, a tensão pré-regulada completa pode aparecer na saída e pode danificar os circuitos que estão sendo alimentados. A sobretensão cortará a fonte de alimentação quando ocorrer uma condição de sobretensão e impedirá a ocorrência da condição de sobretensão total.
Sempre vale a pena verificar a especificação da fonte de alimentação para garantir que a proteção contra sobrecorrente ou curto-circuito, bem como a proteção contra sobretensão, estejam presentes, pois danos consideráveis podem ocorrer no caso de qualquer ocorrência.
ESPECIFICAÇÕES DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO
Embora as especificações da fonte de alimentação mencionadas acima sejam geralmente as mais utilizadas, outras também podem aparecer, e estas podem ser importantes para algumas aplicações mais especializadas. Em geral é possível interpretá-los, pelo menos em termos gerais, e obter uma boa ideia do funcionamento necessário da fonte de alimentação.
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