UTILIDADE PÚBLICA: Estabilizadores de tensão para computadores?! Jogue fora rápido!!

LOST IN THE E-JUNGLE

Eis um excelente texto que encontrei no Clube do Hardware… Eu também tenho formação em eletricidade/eletrônica, o suficiente para atestar a veracidade do que o Luiz diz ai no texto abaixo. Assim como ele, eu também não uso “estabilizadores”. Aconselho que você jogue o seu no lixo também!

Mas, como o próprio Luiz fala, no texto, “a grana é vossa”…

De um modo bastante simples, sem muito aprofundamento, vou tentar lhe explicar as três principais agressões feitas pelo estabilizador à fonte de alimentação do PC:

Inicialmente há que conceituar o que o estabilizador faz, como faz, como age:

Um estabilizador nada mais é do que uma chave seletora de um de alguns “taps” (tomadas de saída) de um transformador ou de um autotransformador. Veja ai abaixo uma simplificação dessa topologia.

Um "estabilizador" nada mais é do que uma chave seletora!

Desse modo, é simples de se ver que o nome estabilizador não é a melhor definição para o mesmo, sendo que o mais correto seria seletor de tensão, cuja função é a de escolher dentre as tensões disponíveis a que se encontra mais próximo de 115 Volts AC, por exemplo. Para fazer essa seleção é natural e esperado que essa chave seletora saia de uma posição, e somente depois, passado um tempo, curto até, atraque, faça contato com outra posição de saída, pois se não der esse espaço de tempo haverá sobreposição de tensões de diferentes valores e isso significaria colocar a saída em curto circuito.. Sabido desse princípio de operação vamos ao que interessa…

1ª Agressão:

Ao ter que desligar de uma das saídas para logo após tomar a outra saída, passado um tempo, o que acontece com a fonte é que ela é desalimentada nesse intervalo de tempo, por menor que ele seja, os capacitores da fonte iniciarão um período de descarga que se continuado poderá levar a desalimentar seu PC. Esse tempo entretanto é curto o bastante para que a tensão dos capacitores da fonte não chegue a valores tão baixos assim que desarme seu PC. Cai a tensão sim sobre esses capacitores mas não a ponto de desligar seu PC.

Veja ai uma ausência de tensão dessas numa passagem de seleção típica de um estabilizador.. O famoso Tlec. Essa dai é a visão de um ciclo da senóide da rede elétrica.

Senóide deformada em um ponto de chaveamento

Se olharmos as características de uma fonte qualquer, lá nas especificações, se pode ver que seus capacitores são dimensionados para aguentar o tempo de um ciclo, 16 a 17 milisegundos, aproximadamente, segurando seu PC numa boa…

Veja ai e pode procurar em qualquer outra boa fonte pela mesma característica.

Tempo de retenção

Aquele tempo ali acima, visto no osciloscópio representa mais ou menos cerca de meio ciclo, talvez um pouco menos de distúrbio nessa alimentação da fonte, na hora do chaveamento da seletora do estabilizador, de modo que os capacitores não estarão descarregados totalmente, mas a ponto de ficar….

Até ai nada de mais, a chave seletora está trocando de posição para busca de uma “tensãozinha” melhor um pouco, enquanto isso sua fonte está sem escada e pendurada no pincel…

Agora é que vem o problema… Fontes de alimentação, quando você as liga, ao chegar em seu PC para fazê-lo trabalhar, tem uma partida estressante demais, pois seus capacitores estarão completamente descarregados. Essa corrente de carga dos capacitores eletrolíticos tem um nome, se chama “inrush current”, ou corrente de partida.

As fontes tem obrigatoriamente um dispositivo destinado a limitação dessa corrente de partida para que elas, essas correntes de partida, não assumam valores catastróficos e danosos para toda a etapa de entrada da fonte. Esse dispositivo se chama termistor, e tem um funcionamento muito simples e fácil de entender. Ele é um NTC (Negative Temperature Coeficient). Ou seja, traduzindo, ele é um componente resistivo que tem um coeficiente de resistência negativo, ou seja temperatura aumenta, a resistência diminui. Os termistores normais das fontes costumam ter uma resitência de 10 a 20 ohms quando em temperatura ambiente, reduzindo para menos de 1 ohm quando se aquece…

Ora, ao ligar a fonte o termistor está na temperatura ambiente e se tem desse modo um resistor de 10 a 20 Ohms em série com a alimentação e desse modo é capaz de limitar a corrente de carga dos capacitores da fonte. Ao passar essa corrente por dentro do termistor ele se aquece e durante o funcionamento normal da fonte ele é na verdade um resistor de menos de 1 Ohm que em nada atrapalha a fonte… Acontece que ele, para esfriar toma um tempo de no mínimo 1 minuto, senão mais.

Algum de vocês já ouviram alguma vez a recomendação de que, ao desligar algum aparelho eletro-eletrônico se esperasse, se desse um tempo para somente então liga-lo novamente. Pois justo esse tempo se destina ao resfriamento do termistor, para que no novo religamento ele possa estar lá cumprindo a função do mesmo..

Veja agora a “inrush current” típica de uma fonte. (são dados técnicos possíveis de serem encontrados no site das fontes quando o fabricante é lá coloca os dados).

Corrente de partida.

Veja ai… Essa fonte consultada garante uma corrente menor que 80 Amperes na hora da partida.. Eis ai a explicação daqueles “TUUUM” que acontecem ao ligar uma fonte.. Se ela estiver alimentada por um estabilizador por um no-break vocês sentirão que eles vão certamente “se peidar” para fornecer essa corrente dai.. O estabilizador, se mais fraco um pouco, vai metralhar alguns tlecs, pois não aguenta essa corrente dai.. Já vi muitos no-breaks mais simples “abrirem as pernas” ou nem sequer partir quando da “ligada da fonte”…

Isso tudo por causa da necessidade de carregar os capacitores da fonte, e mesmo com o protetor trabalhando, o termistor, que estava frio, ela, a fonte exige e exige muito na retomada da energia em função da tarefa árdua de carregar os capacitores..

Mas voltando a linha de raciocínio da explicação do porque o estabilizador atrapalha a fonte.. É fácil de concluir agora. É sabido que os capacitores, na comutação da chave seletora do estabilizador, não se descarregam até o fim, e isso é bom, um ponto positivo, mas em compensação tem um outro tremendamente negativo, nosso conhecido termistor, cuja função é limitar a corrente de entrada, que leva mais de minuto para se esfriar e voltar a ser operacional, estará tendo somente 8 milisegundos para tal. É isso mesmo, somente 0,008 segundos. Ou seja, o termistor estará fora dessa dai. A fonte e toda a sua etapa de entrada, seus filtros seus diodos tudo isso vai tomar uma corrente muito forte, mas muito forte mesmo, tão logo a chave seletora do estabilizador aportar no tap escolhido para fornecer tensão ao seu PC. Ou seja é uma porrada e tanto… Nem o fabricante especificou a fonte para isso, uma porrada em cada tlec do estabilizador. Ou seja, as fontes aguentam pois são muito boas… É por isso que se queima tantas fontes de PC por ai. Tem um estabilizador na frente.

As fontes de TV, do som, do game, não queimam tanto assim. Vai ver se elas tem estabilizador antes delas??? É claro que não…
Essa é a primeira agressão do estabilizador a fonte de seu PC. Cada tlec uma porrada fantástica… Alta corrente..

2ª Agressão:

Já se viu que a corrente que passa na hora do tlec do estabilizador é bem maior que a corrente normal de uso da fonte, pois se destina a recarregar os capacitores já com tensão bem mais baixa, e sem contar com o prestimoso auxílio do termistor, pois esse estará fervendo (de raiva) ..

Agora vou pedir que vocês que já estudaram isso pelo menos algum dia no colégio se recordem daquilo que lá vimos pelo nome de FCEM ou Força Contra Eletro-Motriz, que aparecia em um indutor no momento em que se cortasse a corrente elétrica que nele passava…

Quem não se lembrar visualize ai um livrinho de sacanagem, no bom sentido. Daqueles de dar choque… Uma pilha de 1,5 Volts , um indutor e um chispador, ou cigarra, ou campainha qualquer abrindo e fechando a corrente em cima do indutor são suficientes para gerar surtos de tensão de 60 a 100 Vezes maior que a tensão da pilha… É a FCEM.. Lembrem de como é gerada a faísca nas velas do motor do automóvel, é pela abertura de um indutor (bobina) e ai se consegue gerar surtos de tensão da ordem de 15 a 30 Mil volts, a partir dos 12 Volts da bateria do automóvel..
Ou seja: corrente, indutor, e abertura de circuito… É tudo isso que é necessário para geração de surtos de tensão..

- Mas indutor não é uma bobina de fio enrolada, assim como o transformador do estabilizador??? SIM….
- E abertura de circuito, não é aquilo que a chave seletora faz??? SIM..

Necessito dizer mais alguma coisa agora que vocês acabaram de conhecer uma excelente máquina de gerar surtos de tensão??? O estabilizador…

Não.. Pois vou lhe mostrar um desses surtos então.. Ai está, tem um valor próximo aos mil volts e se dá exatamente na abertura da chave , nunca no fechamento.

Senóide distorcida devido a "surto" de tensão.

Se vocês repararem a tensão de saída, depois da comutação, é um pouco mais baixa, pois a decisão naquela hora, da lógica do estabilizador, foi a de reduzir uns 6 volts na saída do mesmo. Viram o pico sobreposto ao semiciclo negativo da rede elétrica. Esse foi o surto de tensão gerado pela abertura da chave seletora do estabilizador… Se essa alimentação fosse de 220 Volts o valor instantâneo daquele valor negativo da forma de onda da senóide da rede, no exato instante aonde o surto foi gerado seria de220√2 ≈ 311 Volts. Fica fácil de ver que o tamanho do pico gerado tem uma tensão de mais ou menos o tamanho da tensão pico-a-pico da rede de 220 Volts. Desse modo, o valor pico a pico ai seria de 622 Volts que somados aos 311 da tensão da rede dariam lá bem perto dos 1.000 Volts… Direto para a sua fonte de alimentação, sem coisa nenhuma na frente, nem sequer o fusível do próprio estabilizador… nada, nada, diretasso para a sua fonte segurar…

Esse, os picos de tensão, os surtos de tensão gerados pelo estabilizador, na hora da abertura de sua chave seletora, é a segunda agressão do estabilizador a fonte…

3ª Agressão:

É sabido que a ordem de grandeza de tempo necessário para que um estabilizador “corrija” a variação que ele porventura tenha sentido na rede elétrica é da ordem de 30 a 50 mili segundos. Vamos ver nas especificações???

Tempo de resposta

Veja ai menor ou igual a 3 ciclos de rede. O ciclo de rede de 60 Hz tem um tempo de 1/60 = 0,01666 segundos. Três desses ciclos terão um tempo total, aproximado, de 50 milisegundos… Esse é o tempo necessário para o estabilizador “corrigir” a tensão de saída, segundo seu processo de escolha e seleção de uma tensão melhorzinha para seu PC…

Ora, uma fonte dessas de PC não raramente trabalha na frequência de 50 Khz e conseguirá retroalimentar e corrigir as suas saídas como devem ser, independentemente de que você tenha ligado um chuveiro, que a luz tenha piscado ou por causa do aumento repentino de corrente pedido pela GPU pois chegou a hora de processar uma grande explosão na tela…

Bem, o ciclo dessa fonte tem uma duração de 1/50000 = 0,00002 segundos ou 20 μ segundos..

Pois é isso dai, em 20 μ segundos a sua fonte seja ela genérica ou super moderna de marca, recuperará e disponibilizará para seu PC as tensões de modo correto.

Então, quando o evento perturbador da energia acontecer, digamos a ligada do chuveiro, a fonte corrigirá tudo ai em seu PC em 20 μ segundos, reajustando a largura dos pulsos aplicados ao transistor de entrada de modo a compensar a queda da tensão provocada pelo ligamento do chuveiro.. Isso em 20 μ segundos..

Passados outros 2500 tempos iguais a esses mesmos 20 micro segundos, portanto chegando ao tempo de 50 mili segundos após o ligamento do chuveiro, o estabilizador “metido de pato a ganso”, vai lá e retoca a tensão e coloca mais ou menos 6 volts para colaborar com a tarefa que lhe foi atribuída…

Ao fazer essa miséria, a fonte, detetando a subida desses 6 volts vai lá, e em 20 μ segundos refaz a correção e tudo fica bem..
Desse modo, e de um modo muito simplista, se a fonte estivesse sozinha, no ligamento do chuveiro ela teria que trabalhar uma vez, para corrigir..

Com o estabilizador “ajudando”, ela terá que trabalhar duas vezes… E assim vai… Essa é a terceira agressão do estabilizador a fonte, ou seja, é decretada que sua fonte terá que trabalhar em dobro necessite ou não…

Poderia colocar ai uma série de outros problemas derivados da adoção do estabilizador , mas não de toda a culpa dele… Cito o maior e mais comum deles… A enorme maioria dos estabilizadores que estão por ai no parque de PC’s desse Brasil são estabilizadores de 300 VA de capacidade de entrega, a alimentar máquinas com fontes comuns de baixa ou média eficiência, em PC´s com 200 a 250 Watts de demanda. Além do PC colocam lá, no estabilizador o monitor e sei lá mais o que. Se fizer as contas de modo correto estarão demandando mais de 600 VA de um estabilizador que foi projetado para fornecer somente 300 VA. Pronto para atear fogo na casa…

Finalizando e para alegrar o ambiente, dizia um colega (miptzi) numa visão tão bem realista quanto humorada do estabilizador ..

Estabilizador é igual a zagueiro gordo… Chega sempre atrasado e quando vai ajudar o goleiro levantar, após ter tomado o gol, ainda pisa no saco do mesmo…

Espero ter dado uma visão clara do que realmente pega com relação a convivência do estabilizador com a fonte, sem “achismos” e de uma maneira simples e ao mesmo tempo sem deixar de lado a visão técnica da coisa..

Quanto a decisão de usar ou não o estabilizador, cabe a cada um, afinal a grana é vossa. Eu, se quiserem saber, tem mais ou menos 15 a 20 anos que não os uso mais…

Quanto aquelas histórias de que o tio do primo do vizinho usa e nunca… e coisas do tipo.. me poupem. Os trato bem e em altíssimo nível a ponto de me dar o trabalho de responder de modo consistente o que foi solicitado… Ou seja, contravenenos que venham mas no mesmo nível e não sem embasamento algum..

Luiz André Faller, 29/06/2009