Existem dois tipos de modificação que podem ser feitas para alterar a saída das fontes chaveadas, as alteração com diodo zener e a com resistores. A modificação com resistores será vista mais para a frente. Recomendo fortemente que mesmo que seja escolhida a modificação com resistores, esta página seja lida com atenção até o final.
Mas o que é a modificação ?
A modificação a ser feita tem como finalidade "enganar" o ciruito comparador / PWM, de forma que a tensão a ser monitorada seja o + 12V , e não o +5V. Alem disso, elevamos o valor da tensão de saída para + 13,8 V.
Uma das primeiras modificações que surgiu é a que utiliza um diodo zener, um diodo retificador e um capacitor eletrolítico. Veja abaixo o circuito simplificado de uma saída de fonte chaveadas para PC e logo abaixo a colocação dos diodos para modificação:
A agora, o mesmo circuito mas com a inclusão dos diodos e do capacitor:
Observe que o segundo indutor do + 5V foi desconectado do circuito, bem como o capacitore eletrolítico e o resistor.
Dessa forma, a tensão de + 13,8 V tem seu valor subtraído do valor do diodo zener e mais do diodo retificador, sendo:
Tensão do diodo zener: 8,2 V - Tensão do diodo retificador: 0,7V
8,2 + 0,6 = 8,8V >>>>>>> 13,8 - 8,8 = 5V
Se quisermos podemos subir ou descer o valro da tensão de saída, bastando elevar ou reduzir o valor do diodo zener.
O capacitor eletrolítico tem como finalidade eliminar algumas oscilação que pode ocorrer .
A modificação com diodo zener apesar de ser a mais simples a primeira vista, pode ser incompatível com algums modelos de fonte chaveadas, principalmente algums modelos de fontes ATX mais modernas
Comecemos então. Basicamente o que vamos fazer é mudar a referência de tensão do circuito de controle PWM da fonte. Originalmente essa referência é retirada do + 5V pois é a tensão que tem maior necessidade de controle. Siga os passos abaixo:
1- Identifique o fio verde (apenas para as fontes modelo ATX) e não o remova.
2 -Localize a saída de + 5V (fios vermelhos) e retire quase todos (deixe apenas um) os capacitores eletrolíticos do + 5V, esses capacitores costumam ter uma tensão de isolação de 10 V. Siga a trilha em que os fios do + 5 V estão soldados e localize um pequeno indutor (com 3 ou 4 espiras). Remova esse indutor.
3 - Em algumas fontes não existe esse pequeno indutor, neste caso torna-se necessário cortar a trilha do + 5V, logo que ela sai do indutor toroidal (indutor com diversos fios enrolados) . Ainda na linha do + 5V, existe um resistor – normalmente de baixo valor, de 15 a 22 ohms - ligado entre + 5V e o GND. Esse resistor tem a finalidade de prover o que é chamado de carga mínima para a linha do +5V. Remova tambem esse resistor - Veja a observação 2 , logo abaixo !
4 -Se a fonte a ser modificada for do tipo ATX, ligue o fio verde (fio verde) em algum dos furos que sobraram do GND (fios pretos)
5 -Monte o circuito abaixo e ligue-o conforme indicado .
Muitos artigos, ao listar o diodo zener, utilizam diodos com 1/2W. Particularmente tenho utilizado diodos com uma potência um pouco maior, pois nas fontes ATX o +5V tambem alimenta alguns circuitos de proteção e controle, dessa forma a corrente necessária para o funcionamento da fonte fica muito próximo do limite do zener de 1/2W. A ligações devem ser as mais curtas possíveis !
OBS 1: em algumas fontes ocorre a "rejeição" do capacitor eletrolítico de 100uF. O sintoma é a necessidade de "dar na partida" várias vezes até a fonte "pegar" . Não sei porque isso ocorre, mas nesse caso remova o capacitor de 100uF e vá reduzindo seu valor até que a fonte se comporte normalmente .
OBS 2: Uma característica dos diodos zener é a necessidade de uma corrente mínima de forma que o zener possa regular uma tensão adequadamente. Quando essa corrente se encontra abaixo do valor mínimo o valor de tensão de zener será menor que o correto. Por este motivo é necessário prover uma corrente mínima ao diodo zener de 8,2V. Para isso colocamos um resistor de 150 a 390 Ohms no lugar do resistor de 15 ou 22 ohms que retiramos da trilha do + 5 V. O valor ideal deve ser encontrado selecionando um resistor com valor tal que ao colocarmos uma carga na fonte ( de mais ou menos 2 A) vamos aumentando o valor do resistor até que não ocorram alterações na tensão de saída da fonte.
6 -Continuando, ligue a fonte e verifique a tensão de saída, entre o +12 V e o GND. A tensão deve ser próxima a 13,8V. Se ao ligar, a fonte ligar e logo em seguida desligar, verifique se as ligações estão corretas ou se o diodo zener não entrou em curto !
Estando tudo OK vamos passar para a segunda etapa: melhoria da filtragem da saida de +13,8V !
7 -Utilizando os próprios fios que estavam ligados nas saídas GND e +12V, recoloque quantos fios forem possíveis nas saída GND e +12V
8 - Monte o circuito abaixo e instale-o dentro da caixa da fonte. De preferência monte sobre um pedaço de placa de circuito impresso.
9 - O indutor L pode ser montado utilizando-se um toroide grande retirado de outra fonte chaveada, onde são enroladas 15 espiras (enrolamento bifilar, ou seja, dois fios enrolados lado a lado) de fio 1,5 mm2 ou maior, esmaltado. Pode ser reaproveitado o fio retirado junto com o núleo de uma fonte sucata. Na falta deste utilize um bastão de ferrite com 5 ou 6 cm de comprimento, fazendo os fios de cobre (enrolamento bifilar) cobrir todo o comprimento do bastão de ferrite. Utilize cola epoxi (Araldite) , verniz ou qualquer outro tipo de cola para fixar adequadamente os fios sobre o bastão de ferrite. O ideal é mergulhar o conjunto em verniz (pode ser verniz comum p/ madeira) e deixar secar ao sol , depois coloque um espagueti termoretrátil para dar um melhor acabamento e proteção.
A foto acima mostra o indutor antes de recebre o banho de verniz.
10 -F é um fusível de 20 ou 30A, dependendo apenas da capacidade de fornecimento da fonte.
11 -D1 é uma precaução adicional de proteção contra sobre-tensão, que funcionará caso a proteção da fonte não funcione. Use um diodo zener de 16 ou 18V , de preferência de 10W (um de 5W já funciona bem).
Uma marca e modelo de fonte que tenho utilizado e tem apresentado ótimos resultados é a Fonte Leadeship modelo Gamer de 700W.
Um descritivo mais detalhado para essa fonte pode ser visto aqui (usando seu browser) ou baixado aqui em PDF (370K).
Pronto… está terminada a modificação de uma fonte de 13,8V , com capacidade de fornecer de 15 a 35 Amp, dependendo apenas da própria fonte. Para efetuar o teste de forma adequada utilize uma carga para teste de fontes, antes de ligar em seu rádio.
Para ver a modificação com resistores Clique aqui.
OBS:
Um detalhe deve ser observado: muitas fontes chaveadas, em função de redução de custo, não tem o filtro de entrada , filtro este destinado a eliminação de RFI (Rádio Frequency Interference). Via de regra essas fontes não tem uma boa qualidade de montagem. SE possível escolha uma fonte que já possua o filtro contra RFI. Para uma boa compreensão sobre a importância desse filtro dê uma olhada no site do DeMarco – PY2WM ( http://py2vm.qsl.br/RFI/RFI.html ), que tem um artigo muito bom sobre filtros de RFI em fontes chaveadas.
Uma maior redução de ruído pode ser obtida colocando-se alguns capacitores em paralelo com os diodos retificadores de entrada. Essa melhoria foi constatada pelo Luciano - PY2BBS e uma descrição bem detalhada dos resultdos obtidos, inclusive com arquivos de áudio, pode ser vista na página dele : http://www.py2bbs.qsl.br:80/chopper_rfi.php
