Bom!
Como tenho muita sucata de fontes chaveadas de PCs, queria dar um destino útil para alguns componentes.
Há cerca de 5 meses, comecei a calcular uma fonte chaveada que pudesse fornecer ajuste desde cerca de 1V até 30V.
Depois de catalogar meus componentes da sucata e de poder usar mais alguns comprados, comecei a calcular a tal fonte.
Logo percebi, que não é um trabalho simples e cheguei a seguinte conclusão.
Para potências maiores de fontes, algo como até uns 100W, a topologia mais conveniente seria a "Half-Bridge". A topologia "Flyback" é muito usada, porém a corrente de pico no secundário tem que ser pelo menos 4 vezes superior que a corrente média na carga. Por ser uma corrente com a forma triangular, a variação da corrente é bem maior que as outras, implicando em diodos de secundários mais robustos e maior valor de capacitância de secundário.
A tensão do sinal da fonte é então PWM.
Agora consideremos;
De 1V a 30V temos uma variação do delta de 30 vezes. Vamos considerar uma frequência de chaveamento baixa, como de 20kHz (com frequências de chaveamento mais altas, o problema é maior ainda), o que dá um período de 50us. No caso de um PWM tem-se dois períodos de 25us. Então este período TERÁ que variar aquelas 30 vezes. Vamos considerar que o máximo do delta, para permitir que os mosfets tenham algum tempo para cortar, seja de 90%, ou de no máximo 0,9*50us, ou 0,9*25us = 22,5us para cada fase da comutação. Se o semi-período máximo for de 22,5us, este deverá corresponder a uma saída com 30V. Para uma saída com 1V, o semi-período deverá ser de 22,5us / 30 = 0,75us. Agora imagine um semi-período de 0,75us, o tempo de comutação deverá ser da ordem de algumas dezenas de nano segundos. O projeto do drive desses mosfets tem que ser muito bom.
Outro fato a se considerar é que o delta não é uma função exclusiva da tensão de saída. Ele também é função da variação da tensão da rede.
Considerando APENAS, que a rede varie desde 90Vca até uns 140Vca, tem-se aí uma variação de 44% ((140-90) / (140 + 90) / 2. Esta variação vai gerar uma tensão retificada com a mesma taxa de variação. Um compromisso para o tamanho dos capacitores eletrolíticos para a retificação da tensão da rede está relacionado com a tensão de ripple considerada. Costuma-se permitir uma percentagem para a tensão de ripple de 15%. É um compromisso entre custo e benefício. Observar que o eletrolítico deverá ter isolamento de uns 250V, já que o valor de pico retificado para a tensão da rede com 140Vca é de 200V. Então, o custo desses capacitores não é desprezível.
Concluindo 1:
No pior caso, quando a fonte CA estiver com 140V e a tensão de saída for de 1V, o delta mínimo seria algo como 0,75us * (1 - 44%) = 0,42us, ou 420ns.
Outro detalhe, que não aparece de imediato, é a alta tensão reversa nos diodos do secundário, que pode inviabilizar todo o projeto.
Pensando em todas essas dificuldades, concluí, que o ótimo seria uma fonte chaveada dupla. Uma que pudesse distribuir toda essa variação do delta em duas etapas.
A variação do delta atual, nesse nosso exemplo, está em 30 / 56% = 30 / 0,56 = 54. Poderíamos fazer cada uma das duas etapas com raiz de 54 = 7,4. 7,4 de variação do delta é bem mais tranquilo de se fazer. A contrapartida é são necessárias quase duas fontes chaveadas em cascata.
Por este motivo é que desisti de continuar com o meu projeto de fonte chaveada com tensão de saída ajustável. Também não seria qualquer fonte comprada, que teria esta capacidade. Teria que ser muito bem projetada e sem desejos de redução de custos.
...
Certa ocasião comprei um lote de fontes BARATAS de 5V para alimentar os meus projetos. Testei elas conforme as especificações. Tive o trabalho de fazer uma "Carga Eletrônica", para testar a variação da corrente de saída em função da tensão de saída e incluir um Variac, para poder testar a tensão de rede entre 90Vca e 240Vca. É CLARO QUE NÃO PASSARAM NO TESTE.
Aí observei o seguinte: (Pode-se ver diversas imagens das fontes vendidas no EBay)
1 - Tem que ser flyback e se for ...
2 - Tem que possuir um filtro de linha.
3 - Tem que possuir um acoplador ótico.
4 - Tem que possuir um indutor extra na saída.
5 - Tem que possuir um espaçamento entre os circuitos de primário e de secundário.
6 - Tem que possuir um CI no primário.
Tem que possuir um varistor na entrada.
Depois de algum tempo encontrei essa tal fonte. Custava bem mais caro que as outras compradas. Comprei poucas e testei uma. PASSOU EM TODOS OS TESTES.
Conclusão final:Não pense que um investimento baixo pode oferecer a qualidade esperada.
MOR_AL
"Para o triunfo do mal só é preciso que os bons homens não façam nada." Edmund Burke.
"Nunca discutas com pessoas estúpidas. Elas irão te arrastar ao nível delas e vencê-lo por possuir mais experiência em ser ignorante". Mark Twain
