Tipos de fontes de alimentação
Como já dito, as
fontes de alimentação são equipamentos responsáveis pelo fornecimento de
energia elétrica aos dispositivos dos computadores. Para isso, convertem
corrente alternada (AC - Alternating Current) - a energia recebida por meio de geradores, como
uma hidroelétrica - em corrente contínua (DC - Direct Current), uma
tensão apropriada para uso em aparelhos eletrônicos. Assim, a energia que chega
nas tomadas da sua casa em 110 V (Volts) ou 220 V é transformada em tensões
como 5 V e 12 V.
Fonte de alimentação
ATX - Imagem por OCZ
Por se tratar de um
equipamento que gera campo eletromagnético (já que é capaz de trabalhar com
frequências altas), as fontes devem ser blindadas para evitar interferência em
outros aparelhos e no próprio computador.
Antes de ligar seu
computador na rede elétrica, é de extrema importância verificar se o seletor de
voltagem da fonte de alimentação corresponde à tensão da tomada (no Brasil, 110
V ou 220 V). Se o seletor estiver na posição errada, a fonte poderá ser
danificada, assim como outros componentes da máquina. Menos comuns, há modelos
de fontes que são capazes de fazer a seleção automaticamente.
Padrões de fontes de
alimentação
Assim como qualquer
tecnologia produzida por mais de um fabricante, as fontes de alimentação devem
ser fornecidas dentro de padrões estabelecidos pela indústria de forma a
garantir sua compatibilidade com outros dispositivos e o seu funcionamento
regular. No caso das fontes, o padrão mais utilizado nos dias de hoje é o ATX (Advanced
Tecnology Extendend), que surgiu em meados de 1996 e que também especifica
formatos de gabinetes de computadores e de placas-mãe.
Com essa
padronização, uma pessoa saberá que, ao montar uma computador, a placa-mãe se
encaixará adequadamente no gabinete da máquina, assim como a fonte de
alimentação. Também haverá certeza de provimento de certos recursos, por
exemplo: as fontes ATX são capazes de fornecer tensão de 3,3 V, característica
que não existia no padrão anterior, o AT (Advanced Tecnology). O padrão
ATX, na verdade, é uma evolução deste último, portanto, adiciona melhorias em
pontos deficientes do AT. Isso fica evidente, por exemplo, no conector de
alimentação da placa-mãe: no padrão AT, esse plugue era dividido em dois,
podendo facilmente fazer com que o usuário os invertesse e ocasionasse danos.
No padrão ATX, esse conector é uma peça única e só possível de ser encaixada de
uma forma, evitando problemas por conexão incorreta.
As fontes ATX também
trouxeram um recurso que permite o desligamento do computador por software.
Para isso, as fontes desse tipo contam com um sinal TTL (Transistor-Transistor
Logic) chamado PS_ON (Power Supply On). Quando está ligada e em uso,
a placa-mãe mantém o PS_ON em nível baixo, como se o estive deixando em um
estado considerado "desligado". Se a placa-mãe estiver em desuso, ou
seja, não estiver recebendo as tensões, deixa de gerar o nível baixo e o PS_ON
fica em nível alto. Esse sinal pode mudar seu nível quando receber ordens de
ativação ou desativação de determinados recursos, por exemplo:
- Soft Power Control: usado para ligar ou desligar a fonte por software. É graças a esse
recurso que o sistema operacional consegue desligar o computador sem que o
usuário tenha que apertar um botão para isso;
- Wake-on-LAN: permite ligar ou desligar a fonte por placa de rede.
O sinal PS_ON depende
da existência de outro: o sinal +5 VSB ou Standby.
Como o nome indica, esse sinal permite que determinados circuitos sejam
alimentados quando as tensões em corrente contínua estão suspensas, mantendo
ativa apenas a tensão de 5 V. Em outras palavras, esse recurso é o que permite
ao computador entrar em "modo de descanso". É por isso que a placa de vídeo ou o HD, por exemplo, pode ser desativado e o computador
permanecer ligado.
Há também outro sinal
importante chamado Power Good que tem a função de comunicar à
máquina que a fonte está apresentando funcionamento correto. Se o sinal Power
Good não existir ou for interrompido, geralmente o computador desliga
automaticamente. Isso ocorre porque a interrupção do sinal indica que o
dispositivo está operando com voltagens alteradas e isso pode danificar
permanentemente um componente. O Power Good é capaz de impedir o funcionamento
de chips enquanto não houver tensões aceitáveis. Esse sinal, na verdade, existe
desde padrão AT. No caso do padrão ATX, sua denominação é PWR_OK (Power
Good OK) e sua existência se refere às tensões de +3,3 V e de +5 V.
Como se trata de uma
padrão relativamente antigo, o ATX passou - e passa - por algumas mudanças para
se adequar a necessidades que foram - e vão - aparecendo por conta da evolução
tecnológica de outros dispositivos. Com isso, surgiram várias versões:
- ATX12V 1.x: essa nova especificação surgiu em meados de 2000 e consiste,
basicamente, em um conector adicional de 12 V formado por 4 pinos, e outro,
opcional, de 6 pinos e tensão de 3,3 V ou 5 V. Essa versão foi sofrendo
pequenas revisões ao longo do tempo. A última, a 1.3, teve como principal
novidade a implementação de um conector de energia para dispositivos SATA;
- ATX12V 2.x: série de revisões que lançou um conector para a placa-mãe de 24
pinos (até então, o padrão era 20 pinos) e adicionou, na versão 2.2, um plugue
para placas de vídeo que usam o slot PCI Express, recurso necessário devido ao alto consumo de energia desses
dispositivos. Neste padrão, o conector opcional de 6 pinos foi removido;
- EPS12V: especificação muito parecida com a série ATX12V 2.x, definida
pela SSI (Server System Infrastructure)
inicialmente para ser aplicada em servidores. Seu principal diferencial é a
oferta de um conector adicional de 8 pinos (que pode ser uma combinação de dois
conectores de 4 pinos) e um opcional de 4. Para atender de forma expressiva o
mercado, muitos fabricantes oferecem fontes que são, ao mesmo tempo, ATX12V
v2.x e EPS12V.
Vale frisar que há
ainda vários outros formatos menos comuns para atender determinadas necessidades,
como variações do ATX (EATX, microATX, etc), EBX, ITX (e suas versões), entre
outros.
Com tantos padrões,
você pode estar se perguntando qual escolher, não é mesmo? Essa decisão pode
ser mais fácil do que parece. Via de regra, se você está montando um computador
novo, com componentes totalmente recentes, basta escolher o último padrão
disponível, que muito provavelmente será o mais fácil de se encontrar no
mercado. Em caso de dúvida, basta consultar a descrição de sua placa-mãe para
ver qual padrão ela utiliza e checar se a fonte pela qual você se interessa
oferece suporte a essa especificação.
Tensões das fontes de
alimentação
Os dispositivos que
compõem um computador são tão variados que requerem níveis diferentes de tensão
para o seu funcionamento. Por isso, as fontes de alimentação fornecem,
essencialmente, as seguintes tensões: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e -12 V (as
antigas fontes AT não oferecem a tensão de +3,3 V). As saídas de +3,3 V e +5 V
são mais direcionadas a dispositivos menores, como chips de memória. A tensão
de +12 V é utilizada por dispositivos que consomem mais energia, tais como
aqueles que contam com "motores", como HDs (cujo motor é responsável
por girar os discos) e drives de DVD ou Blu-ray (que possuem motores para abrir a gaveta e para girar o disco). As
tensões de -5 V e -12 V são pouco utilizadas - serviam ao antigo barramento ISA, por exemplo.
É claro que há
dispositivos que exigem voltagens menores. Memórias RAM do tipo DDR3, por exemplo, podem trabalhar com +1,5 V. Para esses
casos, a placa-mãe conta com reguladores que convertem uma saída de voltagem da
fonte de alimentação para a tensão necessária ao componente em questão.
Potência das fontes
de alimentação
Esse é o aspecto mais
considerado por qualquer pessoa na hora de comprar uma fonte. E deve ser mesmo.
Se adquirir uma fonte com potência mais baixa que a que seu computador
necessita, vários problemas podem acontecer, como desligamento repentino da
máquina ou reinicializações constantes. O ideal é optar por uma fonte que
ofereça uma certa "folga" neste aspecto. Mas escolher uma requer
alguns cuidados.
O principal problema
está no fato de que algumas fontes, principalmente as de baixo custo, nem
sempre oferecem toda a potência que é descrita em seu rótulo. Por exemplo, uma
fonte de alimentação pode ter em sua descrição 500 W (Watts) de potência, mas
em condições normais de uso pode oferecer, no máximo 400 W. Acontece que o
fabricante pode ter atingindo a capacidade de 500 W em testes laboratoriais com
temperaturas abaixo das que são encontradas dentro do computador ou ter
informado esse número com base em cálculos duvidosos, por exemplo. Por isso, no
ato da compra, é importante se informar sobre a potência real da
fonte.
Para isso, é
necessário fazer um cálculo que considera alguns aspectos, sendo o mais
importante deles o conceito de potência combinada. Antes de compreendermos
o que isso significa, vamos entender o seguinte: como você já viu, no que se
refere às fontes ATX, temos as seguintes saídas: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e
-12 V. Há mais uma chamada de +5 VSB (standby). O fabricante deve informar,
para cada uma dessas saídas, o seu respectivo valor de corrente, que é medido
em ampères (A). A definição da potência de cada saída é então calculada
multiplicando o valor em volts pelo número de ampères. Por exemplo, se a saída
de +5 V tem 30 A, basta fazer 5x30, que é igual a 150. A partir daí, resta
fazer esse cálculo para todas as saídas e somar todos os resultados para
conhecer a potência total da fonte, certo? Errado! Esse, aliás, é um dos
cálculos duvidosos que alguns fabricantes usam para "maquiar" a
potência de suas fontes.
É aí que entra em cena a potência combinada. As
saídas de +3,3 V e +5 V são
combinadas,
assim como todas as
saídas de +12 V. A potência máxima de cada uma só é possível de ser alcançada
quando a saída "vizinha" não estiver em uso. Ou seja, no exemplo
anterior, a potência da saída de +5 V só seria possível se a tensão de +3,3 V
não fosse utilizada. Há ainda outro detalhe: uma outra medida de potência
combinada considera os três tipos de saída mencionados: +3,3 V, +5 V, +12 V.
Esse valor é então somado com as potências das saídas de -12 V (note que o
sinal de negativo deve ser ignorado no cálculo) e +5 VSB. Daí obtém-se a
potência total da fonte.
Para facilitar na
compreensão, vamos partir para um exemplo. Vamos considerar uma fonte cujo rótulo
informa o seguinte:
|
Tensões =>
|
+3,3 V
|
+5 V
|
+12 V (1)
|
+12 V (2)
|
-12 V
|
+5 VSB
|
|
Carga
|
28 A
|
30 A
|
22 A
|
22 A
|
0,6 A
|
3 A
|
|
Potência combinada
|
160 W
|
384 W
|
7,2 W
|
15 W
|
|
477,8 W
|
22,2 W
|
|
500 W
|
Observe que a
potências combinada das tensões +3,3 V, + 5 V e +12 V é de 477,8 W, que é
somada com a potência das saídas de - 12 V e +5 VSB, que é 22,2 W (7,2 + 15).
Assim, a fonte tem 500 W de potência total. Mas aqui vai uma dica: no ato da
compra, observe se as saídas de +12 V (sim, geralmente há mais de uma) fornecem
uma potência combinada razoável. Essa é mais importante porque consiste na
tensão que é utilizada pelos dispositivos que mais exigem energia, como o
processador e a placa de vídeo. No nosso exemplo, esse valor é de 384 W.
Rótulo descritivo na lateral de uma fonte ATX
Mas você deve estar
se perguntando: como saber a potência adequada para o meu computador? Você já
sabe que terá problemas se adquirir uma fonte com potência insuficiente. Por
outro lado, se comprar uma fonte muito poderosa para uma PC que não precisa de
tudo isso, vai ser como comprar um ônibus para uma família de 5 pessoas. A
tabela a seguir pode te ajudar nisso. Ela fornece uma estimativa do quanto os
principais componentes de um computador podem consumir:
|
Item
|
Consumo
|
|
Processadores
medianos e top de linha
|
60 W -
110 W
|
|
Processadores
econômicos
|
30 W -
80 W
|
|
Placa-mãe
|
20 W -
100 W
|
|
HDs e
drives de DVD ou Blu-ray
|
25 W -
35 W
|
|
Placa
de vídeo com instruções em 3D
|
35 W -
110 W
|
|
Módulos
de memória
|
2 W -
10 W
|
|
Placas
de expansão (placa de rede, placa de som, etc)
|
5 W -
10 W
|
|
Cooler
|
5 W -
10 W
|
|
Teclado
e mouse
|
1 W -
15 W
|
Como já dito,
processadores e placas de vídeo são os dispositivos que mais exigem energia.
Para piorar a situação, essa medida pode variar muito de modelo para modelo.
Por isso, é importante consultar as especificações desses itens para conhecer
suas médias de consumo. Suponha, por exemplo, que você tenha escolhido a
seguinte configuração:
|
Processador
|
95 W
|
|
HD
(cada)
|
25 W +
25 W
|
|
Drive
de DVD
|
25 W
|
|
Placa
de vídeo 3D
|
80 W
|
|
Mouse
óptico + teclado
|
10 W
|
|
Total
|
260 W
|
Veja que o total é de
260 W, sem considerar outros itens, como placas-mãe, pentes de memória, etc.
Neste caso, uma fonte com pelo menos 400 W reais seria o ideal (lembre-se da
dica de sempre contar com uma "folga").
Eficiência das fontes
de alimentação
Esse é outro aspecto
de extrema importância na hora de escolher uma fonte. Em poucas palavras,
a eficiência é uma medida percentual que indica o quanto de
energia da rede elétrica, isto é, da corrente alternada, é efetivamente transformada
em corrente contínua. Para entender melhor, vamos a um rápido exemplo: suponha
que você tenha um computador que exige 300 W, mas a fonte está extraindo 400 W.
A eficiência aqui é então de 75%. Os 100 W a mais que não são utilizados são
eliminados em forma de calor.
Com base nisso,
perceba o seguinte: quanto maior a eficiência da fonte, menor é o calor gerador
e menor é o desperdício de energia, fazendo bem para o seu bolso e evitando que
seu computador tenha algum problema causado por aquecimento excessivo. Por isso
que eficiência é um fator muito importante a ser considerado. Fontes de maior
qualidade tem eficiência de pelo menos 80%, portanto, estas são as mais
indicadas. Fontes com eficiência entre 70% e 80% são até aceitáveis, mas abaixo
disso não são recomendadas.
Power Factor
Correction (PFC)
O PFC (Power
Factor Correction ou, em bom português, Fator de Correção de
Potência) é, em poucas palavras, um meio de permitir o máximo de otimização
possível na distribuição de energia. Vamos entender melhor: dispositivos
constituídos por motores, transformadores, reatores, entre outros, lidam com
dois tipos de energia: ativa e reativa. A diferença básica entre ambos é que a
energia reativa é aquela que é utilizada apenas para magnetizar determinados componentes
dos motores, transformadores, etc.
A questão é que o
excesso de energia reativa pode causar vários problemas, como aquecimento,
sobrecarga, entre outros. Isso acontece porque a energia reativa não é energia
de "trabalho", cabendo à energia ativa esse papel, mas pode utilizar
recursos que poderiam ser dedicados a esta última. Por isso, quanto menos
energia reativa for usada, melhor.
Uma maneira de medir
o uso de energia reativa é comparando-a com a energia ativa. Isso se
chama Fator de Potência. A medição é feita analisando valores entre
0 e 1. Quanto mais próximo de 1, menor é a utilização de energia reativa. Pelo
menos em aplicações industriais, o ideal é que o fator de potência seja de,
pelo menos, 0,92.
Nas fontes de
alimentação, o Fator de Correção de Potência é utilizado para manter essa
relação em patamares aceitáveis. Há dois tipos de mecanismos para isso: PFC
ativo e PFC passivo. O primeiro faz uso de componentes que
conseguem deixar o fator de potência em 0,95 ou mais - pelo menos teoricamente
- e que também conseguem reduzir interferências. O segundo tipo, por sua vez, é
menos eficiente, pois utiliza componentes que não conseguem oferecer um
"equilíbrio" tão otimizado quanto o PFC ativo. O fator de potência de
fontes com PFC passivo fica em torno de 0,80, mas modelos de menor qualidade
podem chegar a 0,60.
É evidente que fontes
com PFC ativo são mais recomendadas, mesmo porque estas podem oferecer um
recurso bastante interessante: seleção automática de voltagem. Note, no
entanto, que em termos de benefícios para o usuário final, o PFC é vantajoso em
seus aspectos de proteção. Não há relevância em termos de economia de energia,
por exemplo. Fabricantes passaram a adotar esse recurso mais por determinação
de autoridades reguladoras de alguns países.
Conectores das fontes
de alimentação
As imagens a seguir
mostram os principais conectores existentes em uma fonte ATX, começando pelo
conector que é ligado à placa-mãe:
A foto mostra um
conector de placa-mãe com 24 pinos, sendo que uma parte, com 4 pinos, é
separada. Isso existe para garantir compatibilidade com placas-mãe que utilizam
conectores de 20 pinos. Na imagem abaixo, é possível ver seu respectivo encaixe
na placa-mãe
A imagem mostra um
conector utilizado em dispositivos como HDs e unidades de CD/DVD que utilizam
a inferface PATA, também conhecida como IDE. Esse
padrão está caindo em desuso, pois foi substituído pelas especificações SATA
Na figura é possível
ver o encaixe desse conector na parte traseira de um HD:
Por sua vez, a imagem
mostra um conector utilizado em unidades de disquetes. Esse dispositivo também
caiu em desuso, portanto, trata-se de um conector que tende a desaparecer
Vemos um conector de energia do atual padrão
SATA
Na foto seguinte, o
encaixe SATA na parte traseira de um disco rígido
Chamado de ATX12V, o
conector conta com 4 pinos, deve ser encaixado na placa-mãe e
geralmente tem a função de fornecer alimentação elétrica para o processador. Há
uma versão mais atual, denominada EPS12V, que utiliza 8 pinos e que pode ser
formada também pela união de dois conectores de 4 pinos
Na figura seguinte, o
encaixe na placa-mãe do conector da imagem anterior
Ventoinha das fontes
Ao pegar uma fonte de
alimentação, você vai perceber que ela possui uma ventoinha, isto é, um
"ventilador" que tem a função de retirar o ar quente proveniente do
calor que é gerado dentro do computador. Para o usuário, esse é um aspecto que
é importante de ser analisado por um simples motivo: barulho. Boa parte das
fontes disponíveis no mercado, principalmente as de baixo de custo, utilizam
uma ventoinha que fica em sua parte traseira, geralmente de 80 mm, de forma que
é possível visualizá-la ao olhar a parte de trás da máquina. Por outro lado, há
modelos de fonte que utilizam uma ventoinha maior, quase sempre de 120 mm, que
fica instalada na parte de baixo, de forma que só é possível vê-la com a
abertura do gabinete da máquina, como mostra a imagem a seguir
A vantagem de
utilizar uma fonte deste último tipo é que a ventoinha é maior, portanto, requer
um número menor de rotações para direcionar o fluxo de ar. Dessa forma, essa
fonte também consegue ser mais silenciosa.
Modelos mais
sofisticados também contam com um sensor de temperatura que é capaz de acelerar
a rotação das ventoinhas em caso de aumento de calor. Esse recurso é
interessante não só por oferecer proteção contra aumento excessivo de
temperatura, como também por servir de alerta de que alguma coisa está
atrapalhando a circulação de ar necessária para o bom funcionamento da máquina.
Finalizando
Como você deve ter
percebido no decorrer do artigo, a fonte de alimentação tem mais importância
para um computador do que pensa. Por isso, é necessário direcionar maior
atenção a esse item na hora de fazer um upgrade ou montar uma
máquina. Como dica final, uma orientação que é comum na comprar de qualquer
produto: pesquise. Dê preferência por modelos de marcas conceituadas, que
fornecem todos os detalhes de seus produtos e garantia. E, mesmo assim,
pesquise na internet pelos modelos que te interessam, pois mesmo entre
fabricantes reconhecidos há produtos que decepcionam. É claro que na maioria
das vezes não é necessário adquirir uma fonte top de linha, por outro lado,
fontes de custo muito baixo, apelidadas de "genéricas", devem ser
evitadas sempre que possível, pois quase sempre são de baixa qualidade e podem
inclusive representar algum risco ao seu computador.
