⚡
Fontes
🖥️ Organização e Manutenção de Computadores
Objetivos
Entendimento do funcionamento básico de fontes de computadores para correto dimensionamento;
Sumário
- Introdução
- Tecnologias
- Evolução das fontes
- Dimensionamento de Fontes
- Fontes de Desktop
Fontes
O que elas têm em comum?
Funcionamento base
Converter AC (tomada) para DC
Características
- Potência (W)
- Tensão de entrada
- 110V/220V/Full Range
- Proteções
- Picos de tensão, corrente, temperatura
- Eficiência
- PFC
- Selos
- Conexões
- Fixa, Modular
Tecnologias de conversão AC-DC
- Fontes lineares
- Fontes chaveadas
Fontes lineares
Prós: Robustas, simples, mais fácil projetar
Contras: Volumosas e pesadas
Custo: Depende dos requisitos e componentes envolvidos
Fontes lineares
Entrada AC
Diminuição da tensão (Conversão AC -> AC): Transformador
Retificador (Onda senoidal sempre positiva): Diodo
Filtro (Eliminação do Ripple): Capacitor
Regulação (Conversão DC -> DC): CI
Saída DC
Fontes chaveadas
Utilizam componentes comutados (chaves)
Prós: São pequenas e leves comparadas a fontes lineares
Contra: Não tão robustas, mais difíceis de projetar e consertar;
Quiz!
Fonte chaveada ou linear?
Fontes chaveadas
Entendendo o chaveamento: O que é PWM?
Pulse Width Modulation -> Modulação por largura de pulso
Fontes em Desktops
Particularidades: Não existe bateria integrada
Evolução do padrão:
- Fontes AT
- Fontes ATX
Entrada
Multiplas tensões alternadas (100 ~240V AC)
Saída
Multiplas tensões contínuas (3.3V, 5V, 12V, -12V, -5V DC) (Fontes ATX)
Fontes AT:
Um pouco de nostalgia (advanced tecnology….)
Fontes ATX
(Advanced Tecnology eXtended)
Introdução da tensão de 3,3V que não existia no padrão anterior
Pinos especiais?
Ligar o computador: Procedimentos (botão -> placa-mãe -> fonte)
?
Por que são necessarias tantas tensões diferentes?
-
Processador, módulos de memória
-
Periféricos (mouse, teclado -> USB)
-
Motores (Disco rígido, cooler, drivers óticos)
Conversões terminam aí?
Componentes internos do computador funcionam em tensões diferentes
Placa mãe - Voltage regulator module (VRM) - Processor power module (PPM)
DC-DC
1~1.5V
(Aprofundaremos nas próximas aulas quando abordarmos placas-mãe)
Quiz
Especifique todas as transformações e conversões da tensão desde a tomada, passando pelo nobreak, até um elemento como o processador de um computador.
Eficiencia de fontes
(perdas)
Quanto de energia está sendo usado para realizar efetivamente trabalho?
Relação entre: Entrada (rede) / saída (componentes)
Certificações
Entendendo as classificações
Eficiência sob diferentes níveis de carga
- 20% (carga leve)
- 50% (carga típica)
- 100% (carga máxima)
Curva de eficiência
Mais um exemplo
PFC
Power factor Correction
Relembrando o Fator de potência
-
PFC ausente
-
PFC Passivo
- Banco de capacitores/indutores para compensar potência reativa
-
PFC Ativo
- Circuito eletrônico
- Diferentes estratégias: Buck, Boost, buck-boost, etc
Eficiência x Fator de potência
Cuidado! PFC ativo não determina eficiência
Dimensionamento de fontes
Desktops
Levar em conta potência dos componentes internos:
- Processador
- Placa de vídeo
- HD, Memórias
E eficiência!
Informações técnicas
Outros requisitos
-
Conectores (modular, semi-modular, fixo)
-
Calor
-
Barulho
-
Tamanho físico
Laptops e smartphones
Cuidados
Potência equivalente ou superior, o que significa?
Mesma tensão de trabalho e corrente maior ou igual a fonte equivalente.
Conferir orientações do fabricante
Potência menor?
Smartphones
- Smartphones vão carregar mais devagar
Potência menor?
-
Laptops vão carregar mais devagar
-
Perda de desempenho e não funcionamento adequado
-
Sistemas operacionais modernos com perfis de consumo energético
(Placas gráficas -> alto consumo energético)
?
Laptops e Smartphones funcionam sem a bateria?
É possível conectar diretamente a alimentação?
Conectores
Laptops: Conector de energia
Smartphones: USB
USB-C
Trabalho
Especificar fonte para Desktop e Notebook (alternativa) e Nobreak
Escolha do produto + justificativa
Problemas?
Testes!
Solução de problemas (troubleshooting)
Testes em uma fonte ATX
Avaliação das tensões com multímetro?
Como testar uma fonte?
Teste básico: Fonte liga?
Carga
(teste 2)
É necessário incluir uma carga.
Stress test
Análise de nível de tensão e ruído
(Simulador Python)
Equipamentos interessantes
Cargas eletrônicas
Osciloscópio
Wattimetro
Outra fonte
Softwares
Computador
Busca por avarias
Adaptadores
Evite!
Tanto para SATA como principalmente para Placas de vídeo
Tendências
USB-C
Software
Controle de variáveis - Velocidade de rotação de ventoinhas - Desempenho
Monitoramento de consumo instantâneo
(2006)
The technical changes we propose are very small and low-risk. For historical reasons dating back to the original IBM PC in 1981, standard PC power supplies provide multiple output voltages, most of which are no longer used directly in today’s PCs. Back in 1981 the chips actually did need all these voltages. But those times are long gone.
(2008)
uninterruptible power supply (UPS)
Patente de engenheiros da Google