Tempo de leitura: 4 minutos

A eletricidade se tornou tão banal no nosso dia a dia que não nos damos contas dos complexos processos que permitem que os aparelhos funcionem. No entanto, há várias transformações físicas acontecendo para permitir que seu computador ligue, uma lâmpada ascenda etc.

Nesse contexto, um tipo de dispositivo essencial: a fonte chaveada. Foi ela que permitiu que o tamanho dos eletrônicos pudessem ser reduzidos e o gasto energético otimizado. 

O que ela tem de tão especial? Antigamente, antes da década de 1970, a grande maioria dos aparelhos funcionava com fontes lineares, que ocupavam muito espaço, geravam muito calor e não eram muito eficientes energeticamente. No entanto, com a descoberta e desenvolvimento de semicondutores, novas formas de conversão de energia elétrica foram sendo criadas e trouxeram os avanços que permitem a tecnologia atual.

Quer entender melhor esse cenário? Então acompanhe o nosso post!

O que é uma fonte de alimentação?

Uma fonte de alimentação é um dispositivo que converte a energia elétrica das tomadas para que elas sejam utilizadas nos objetos do cotidiano. Mais tecnicamente, a sua principal função é converter a corrente elétrica vinda dos cabos das concessionárias de energia para tensões, correntes e frequências corretas para alimentar os eletrodomésticos, eletroeletrônicos, sistemas de iluminação etc. 

Por isso, no linguajar mais comum, as fontes de alimentação são também chamadas de conversores de energia elétrica, mesmo que esse termo não seja muito exato. Algumas fontes de alimentação funcionam como equipamentos autônomos, ou seja, são objetos cuja única função é realizar os processos de conversão de energia.

Elas são utilizadas, por exemplo, para sistemas de circuito interno de TV ou de iluminação. No entanto, na maioria das vezes, as fontes estão integradas aos objetos que alimentam, como computadores, televisões etc. 

Um exemplo muito comum de fontes chaveadas são aquelas peças retangulares acopladas nas fiações dos notebooks, as cabeças dos carregadores de smartphones etc. Por isso, muitas fontes adquirem também outras funções, como:

  • reduzir a corrente consumida pelos equipamentos a níveis mais seguros, funcionando como uma chave que desliga no caso de falhas elétricas;

  • estabilizar a energia para evitar ruídos elétricos e surtos de tensão antes de eles atingirem os dispositivos.

  • armazenar energia elétrica, como uma bateria temporária, em casos de queda de energia.

Portanto, basicamente, as fontes de alimentação recebem a energia das tomadas na sua entrada e convertem em uma corrente elétrica diferente na saída. Esse processo pode ocorrer de duas formas, que explicaremos a seguir.

Quais as diferenças entre as fontes chaveadas e a linear?

As fontes lineares produzem a tensão de saída desejada utilizando o princípio das perdas ôhmicas, ou seja, utilizam a resistência elétrica de seus componentes para dissipar a energia e estabilizar a corrente. Isso é feito principalmente ao transformar parte da energia elétrica em calor.

Por isso, muitos objetos com esse tipo de dispositivo ficam muito quentes. A grande desvantagem desse processo é que ele é muito pouco eficiente, ou seja, uma grande quantidade de energia elétrica é gasta para produzir pouca potência.

Já as fontes chaveadas funcionam com um princípio completamente diferente. Elas fazem o processo de conversão de tensão ao abrir e fechar um circuito comutador (oscilador), que é constituído por semicondutores capazes de dissipar a potência por meio da oscilação de frequências. Ou seja, em vez de transformar o excesso de energia elétrica em calor, eles produzem ondas de alta frequência dentro dos osciladores.

Quais são as vantagens de uma fonte chaveada?

Menor tamanho

As fontes lineares utilizam grandes resistências para dissipar a energia elétrica em excesso. Para isso, um grande volume de material deve ser utilizado. Já as fontes chaveadas utilizam as propriedades oscilatórias dos semicondutores, o que gera uma menor necessidade de material e, portanto, menos volume.

Menor peso

A maioria das fontes lineares são fabricadas com metais densos, como o cobre. Como explicamos, as chaveadas empregam pequenos osciladores de semicondutores, que são metais muito mais leves, como o silício.

Maior eficiência

A transformação de energia elétrica em calor é um dos processos de conversão mais ineficientes. É por esse motivo que os chuveiros são os eletrodomésticos que mais encarecem a conta de luz. Estima-se que cerca de 50% da potência é perdida nas fontes lineares, ao passo que as chaveadas conseguem uma eficiência acima de 70%. Algumas, mais modernas, chegam a 98%. 

Ampla faixa de saída

Geralmente, os lineares são pouco versáteis e apresentam uma limitação de saída, ou seja, só convertem para faixas de tensão ou de voltagem muito restritas. Já os chaveados conseguem trabalhar com faixas amplas, como 3A a 50A

Baixa geração de calor

Os lineares podem ficar muito quentes e necessitar de sistemas de resfriamento. Os chaveados não dissipam energia em calor e, portanto, demoram muito mais tempo para atingir altas temperaturas.

Quais as desvantagens da fonte chaveada?

Ruído de alta frequência

Como a dissipação de energia é feita a partir de processos oscilatórios, as fontes chaveadas, geralmente, emitem um som de vibrações de alta frequência que podem ser incômodos.

Mais difíceis de encontrar

Enquanto as fontes tradicionais podem ser encontradas em qualquer loja elétrica, as chaveadas estão disponíveis nas especializadas.

Como construir uma fonte chaveada autônoma?

Primeiramente, você precisará de um cabo de força, que pode ser reaproveitado de algum eletrodoméstico que você não utiliza mais. Separe os fios neutro e o linha, desencapando-os nas extremidades. Em seguida, insira o neutro na entrada N para, então, instalar a linha na entrada L. 

Depois, é o momento de preparar a instalação de saída. Para isso, o padrão é que se utilize um fio vermelho para a saída V+ e um fio preto para a V-. Terminada essa etapa, a sua fonte chaveada autônoma estará pronta para ser usada em qualquer sistema elétrico. 

Portanto, a fonte chaveada pode ser um dispositivo muito importante para você criar sistemas elétricos em sua residência, como kits de fita LED. Inclusive, depois de ler este post e assistir a alguns tutoriais na internet, você mesmo poderá criá-los. Eles são ideais para quem quer eficiência energética e multifuncionalidade.

Ficou com alguma dúvida sobre como a fonte chaveada pode se incorporar em um projeto de LED? Deixe o seu questionamento nos comentários do nosso post!