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Fontes de Alimentação – Montar ou Comprar (ART2564)

Se levarmos em conta o custo dos componentes individuais, o custo de uma fonte de alimentação é alto quando comparado ao custo de uma fonte pronta. Por exemplo, uma fonte de 5 V com 30 A de corrente comercial custa perto de 5 vezes mais caro para montar do que uma comprada pronta, e além disso, as fontes prontas vêm com 5 anos de garantia. Por esse motivo, montar uma fonte só tem sentido no caso de não se encontrar uma pronta e ela precisar ser projetada. 

 

(*) Kevin Parmenter é autor colaborador da Mouser Electronics

 

Entretanto, muitas vezes você pode precisar de uma fonte de alimentação que seja única e para uma aplicação especializada. Muitas empresas precisam projetar suas próprias fontes. Algumas têm sucesso, mas muitas têm grandes despesas e desperdiçam tempo precioso para levar o produto ao mercado porque elas simplesmente não sabem como projetar sistemas de alimentação que sejam estáveis, possam ser fabricados em grandes quantidades e, além disso, operar por longos períodos. Também não sabem quando devem projetar elas mesmos e quando comprar aquela que necessitam.

 

 

Quando Comprar

Muitas vezes, alguém diz “Elimine aquele componente de 40 dólares do sistema de produção para cortar os custos”. Afinal, é apenas uma fonte de alimentação e qualquer engenheiro recém-formado inexperiente pode fazer uma... certo? Frequentemente, organizações que tenham competências principais diferentes da eletrônica de potência não têm pessoas numa retaguarda apropriada, equipamento de teste e são alheias aos itens associados. Elas preferencialmente se dedicam a uma área para as quais elas estão preparadas.

O engano é se assumir que fontes de alimentação são componentes simples e podem ser projetadas por qualquer um. Por que as empresas estão fornecendo estes projetos a provedores de EMSI? Simplesmente leve em conta, que isso custa menos e eles podem ter um serviço melhor do que o feito em casa. Considere também que seus clientes podem ter mais clientes para a demanda do que você. A qualidade, confiabilidade e o custo venceram o processo com uma grande vantagem e o custo pode ser reduzido se a encomenda for do tipo pré-montado.

 

 

Quando fazer

Algumas vezes você não pode evitar de fazer sua própria fonte de alimentação. Quando faz sentido montar sua própria fonte de alimentação?

- Se você não pode encontrar uma que satisfaça suas necessidades comercialmente.

- Se o projeto pode ser realizado com semicondutores comuns ou partes on chip que sejam conseguidas com a engenharia de aplicação de sua empresa e que tenha ferramentas de software disponíveis.

- Você tem acesso ao equipamento de teste apropriado e especialistas e tempo para fazer os testes apropriadamente.

- Se comprar a fonte é realmente muito mais caro para a aplicação e está projetando algo que realmente faz a diferença.

 

Apesar de excelentes recursos estarem disponíveis, é melhor alertar que usar projetos de referência (reference designs) significa que você não pode ter responsabilidade em seu projeto sem algum esforço interno. O projetista e a empresa são em última análise os responsáveis pelo produto ou sistema. Não siga em frente sem fazer os 4 pontos do teste e avaliação do projeto e esteja certo de que o projeto vai trabalhar todo o tempo e em toda faixa de temperaturas. Faça alguma avaliação prática e/ou simulação. Nunca deixe tudo pelo reference design de um fornecedor de semicondutores indo diretamente para a produção em massa.

Além de a topologia ou tecnologia de controle usada, as empresas devem definitivamente investir no treinamento, ferramentas de projeto, equipamento de teste e software para validar o projeto e então ele excederá as expectativas na aplicação desejada. Existem muito boas fontes disponíveis, em muitos casos, sem custos ou com um investimento mínimo em recursos, Os fornecedores podem fornecer references designers, placas de avaliação e software de projetos – mesmo sem custos. Em muitos casos eles também fornecerão os arquivos gerner que você pode rodar no seu próprios sistema, pronto para trabalhar.

 

Considerações de projeto se você fizer

Existem algumas questões que você pode ter antes de fazer sua própria fonte de alimentação ou sistema de eletrônica de potência. Primeiro, é importante considerar que tipo de conversor de potência você necessita. Isso determina o nível de complexidade e trabalho do projeto, riscos, e os requisitos de regulação. Você tem o equipamento apropriado de teste? Analisadores de resposta de frequência, cargas eletrônicas, testadores de segurança elétrica e outros equipamentos especializados são necessários e muitos não têm estes itens em mãos. Você possui pessoal com a expertise necessária ao projeto de fontes de alimentação com habilidades próprias? Considere os efeitos magnéticos, layout da PCB, aterramento, blindagens são técnicas necessárias. Habilidade no autorouter será necessária para contornar o layout manual. Técnicas de espaçamento no layout são necessárias para evitar as fugas.

Comece perguntando pelo projeto de conversores DC-DC fora de linha. Se ele é isolado ou não isolado? Se alguma coisa disponível fora do comum existe com a performance desejada? Partes com componentes integrados podem estar disponíveis. Nos níveis mais baixos de potência os componentes das empresas de semicondutores podem ser altamente integrados com muitos já contendo um indutor interno ao invólucro formando o que comumente é chamado PSIP ou fonte de alimentação num invólucro (Power supply in a package). Se seu projeto exige isolação, você tem a expertise e o equipamento para realizar testes de segurança no projeto a partir de especificações mundiais de segurança? Você sabe manusear os requisitos magnéticos segundo as exigências das agências de segurança? Você Considera horas de operação, sendo bom levar em conta a confiabilidade na operação 24 x 7? Faz sentido comprar se for uma fonte de alta potência, isolada e confiável for necessária e os volumes não justificam os esforços de projetar e montar uma.

Os custos para obter a aprovação de uma agência de segurança são elevados e leva tempo. Se seu produto for vendido internacionalmente e exigir grandes faixas de tensões de entrada como 85-265 Vac, frequência de 50 ou 60 Hz e necessita de aprovação para aceitação mundial você está preparado para as despesas e demoras? Você tem especialistas em segurança no seu staff que conhecem os regulamentos de teste e sabem como testar? Considere EMI-RFI. Fontes comutadas podem gerar muito ruído e mais se elas não estão apropriadamente projetadas. As agências regulamentadoras não têm senso de humos ou simpatia pelo seu pobre projeto de fonte de alimentação comutada.

 

Faça com mais ferramentas e fontes do que nunca antes

Se depois de considerar todos os itens você decidir fazer sua própria fonte de alimentação, é altamente recomendado que você envolva fornecedores mesmo na definição, seleção e processo de projeto. Quanto mais cedo você procurar suporte e assistência, mais tempo você terá para fazer coisas de uma forma ordenada com grande flexibilidade e mais opções. Uma programação de projeto perde flexibilidade tanto mais quanto mais próximas estiverem a fase do projeto ao protótipo.

Com as regulamentações de eficiência energética, em isso tornando-se uma consideração em nível de sistema, considerar a eletrônica de potência a partir do início ao fim do processo é crítico. Dão escolha a parte errada, topologia ou circuito, para ter unidades em estoque com falhas de montagem. Nada deve ser projetado no vácuo, existem muitas fontes disponíveis para ajudá-lo a implementar um projeto feito em casa com sucesso em situações apropriadas. Se você vai projetar sua própria fonte de alimentação, as boas novas é que mais suporte do que nunca existem. Novas tecnologias de desenvolvimento disponíveis da MOUSER incluem produtos para muitos níveis de conversores de potência. Existem muitas fontes disponíveis para ajudá-lo a implementar uma fonte própria sob as condições apropriadas. Seja montando ou comprando, a MOUSER tem produtos de perto de 450 fornecedores com recursos disponíveis para qualquer nível de potência e estão lá para ajudá-lo.

 

 

Com 25 anos de experiência na indústria eletrônica e de semicondutores, Kelvin produziu documentação para os setores de produto da Freescale, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Kelvin também tem uma ampla experiência como engenheiro de projeto no campo da eletrônica médica e militar.

 

 

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Opinião

Mês de Muito Trabalho (OP197)

   Estamos em setembro de 2018 e continuamos com nosso trabalho, realizando palestras, viagens, escrevendo artigos, livros e muito mais. Em nossas duas últimas palestras, uma na Uninove e a outra na ETEC Albert Einstein, ambas de São Paulo, pudemos constatar de forma bastante acentuada um fato importante , que constantemente salientamos em nosso site desde seu início. 

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