3. Fontes de alimentação

Os equipamentos eletrônicos necessitam de energia tratada e específica para cada aplicação.

A energia fornecida diretamente nas tomadas não são adequadas a sua aplicação direta nos circuitos eletrônicos.

As fontes eletrônicas são importantíssimas para o funcionamento dos equipamentos eletronicos por dois motivos particulares.

O primeiro motivo é a necessidade de termos que adequar os níveis de energia fornecido na rede elétrica à valores específicos e apropriados. Cada equipamento eletrônico depende de valores particulares de energia para seu funcionamento.
O segundo motivo é a isolação galvânica  que o transformador propicia, desacoplando elétricamente  o equipamento que alimenta do terra elétrico comum, que serve de referencia a toda rede de distribuição de energia. Esta isolação impede a circulação de corrente do equipamento para o terra das concessionárias, impedindo o choque elétrico em um usúario de qualquer equipamento que funcione com eletricidade.

IMPORTANTÍSSIMO: Existem fabricantes que  utilizam na alimentção de seus equipamentos, auto transformadores ou alimentação direta da rede, com a finalidade única de diminuição de custo. Este tipo de alimentação que não  utiliza de transformadores isolados põe em risco a vida das pessoas que operem ou entrem em contato por qualquer motivo com este equipamentos alimentados inadequadamente. Este tipo de alimentação é completamente fora das normas nacionais e internacionais de segurança. 

Para o tratamento da energia elétrica, ou adequação, usamos as fontes de energia. Elas podem ser lineares ou chaveadas.

Esta adequação será em relação a amplitude da energia, isto, é, quantos volts serão necessários para aquela aplicação, e em relação a quantidade de corrente que ela deverá suprir, e isto definira a potencia da fonte. Deveremos levar em conta tambem se será uma fonte com um único nível de tensão, ou será simétrica, ou se terá diversos níveis de tensão.

A fonte para um amplificador completo, normalmente fornece uma saída simples  para o sistema de ventilação, tipo 12 volts. Fornece outra saída simétrica para o amplificador propriamente dito, tipo +50 volts   - 50 volts. Deve fornecer tambem uma saída auxiliar para a alimentação de um possível pré amplificador. Esta saída pode ser simples ou simétrica, em torno de 18 volts. Dependendo de cada situação e de cada necessidade estas saídas podem ser reguladas ou não. Todas estas saída estarão referenciadas a um nível comum, chamado de zero volts, GND, terra, etc...

As saídas das fontes podem ser reguladas ou não reguladas.

Uma saída não regulada é a energia que sai diretamente da etapa de retificação e armazenamento, e a amplitude desta energia, o seu valor em volts,  pode variar em função da variação de carga, como por exemplo, o aumento e diminuição de volume de uma programação musical. Esta variação de volume, ou variação de carga, afetará o ripple natural da fonte, aumentando a amplitude natural do ripple. Este tipo de fonte é chamada de fonte em malha aberta.

A saída regulada é uma saída de energia vinculada a  uma implementação eletrônica que cuida de manter nesta saida, valores constantes de tensão,  independente das variações de carga. Nesta situação, o ripple tambem mante-se praticamente constante. Este tipo de fonte é chamada de fonte em malha fechada. O circuito eletrônico que faz a regulação da fonte, isto é, que a mantem com suas saídas em níveis fixos, fica, ao longo do funcionamento, verificando as variações de tensão em uma determinada saída. Caso haja variação no valor especificado de tebsão, o circuito de regulação cuida de ajustar o valor e mante-lo muito próximo do pré estabelecido.

As exigências de cada sistema definirão se uma fonte deve ser regulada ou não.

Em qualquer um dos dois casos, a qualidade do projeto e da montagem propriamente dita, definirão o quanto de ruído será introduzido na reprodução sonora, no caso dos amplificadores. Notem que existem outras fontes geradoras de ruídos.

Fontes lineares:
As fontes lineares são as mais convencionais das fontes. São compostas pelo transformador de energia, pela seção de retificação e pela seção de filtragem ou armazenamento, ou seja, transformador, ponte de diodos e capacitores. Eventualmente, conforme necessitade, esta fonte pode ter varias saídas e cada uma destas saídas podem ser reguladas ou não.

Estas fontes são caras, pesadas e ocupam grandes espaços. Por trabalharem com a frequencia da rede, 60 Hz aqui no Brasil, necessitam de grandes bancos de capacitores para armazenarem a energia necessaria ao bom funcionamento dos amplificadores. Quanto maior a potencia do amplificador, mais peso, maior o tamanho e mais caras.

Fontes Chaveadas (não lineares):
As fontes chaveadas são fontes eletrônicas. Assim como as fontes lineares, podem ser reguladas ou não. O grande diferencial em relação às fontes lineares é que na fonte chaveada existe uma etapa transistorizada que altera a frequencia da rede, de 60 Hz para 30 Khz, 40 Khz, ou mais. Com este aumento significativo  na frequencia da rede, fica possível a redução drástica no tamanho do transformador de energia e na capacitância necessária para manter a energia estável a níveis altos de potencia. As fontes chaveadas podem fornecer grandes potencias com tamanho e peso reduzidos.

Na verdade, esta redução de tamanho dos transformadores é possível graças as leis matemáticas do magnetismo. Estudando este campo da ciência observaremos que podemos transferir energia em um meio magnetico, como um transformador, com um tamanho tanto menor, quanto maior for a frequencia da energia a ser transferida. É apenas uma questão de teoria magnetica e matemática aplicada.