No entanto, por vezes, é necessário um sistema de alimentação muito específico e especializado. Muitas empresas tentam projetar o seu próprio. Algumas conseguem-no, mas muitas incorrem em despesas significativas e perdem tempo valioso para lançar os seus produtos no mercado, simplesmente porque não sabem como conceber sistemas energéticos que sejam estáveis, fiáveis, possam ser produzidos em massa e operem durante longos períodos. Frequentemente, não sabem quando conceber o sistema internamente e quando comprar o que necessitam.
Quando comprar:
Muitas vezes, ouve-se dizer que se deve "cortar aquele item de 40 dólares do sistema de rede para reduzir os custos". Afinal, é apenas uma fonte de alimentação, e qualquer engenheiro júnior consegue fabricá-la, certo? Frequentemente, as organizações com competências essenciais fora da electrónica de potência não possuem a formação, o pessoal ou o equipamento de teste necessários e desconhecem os problemas associados. Mergulham de cabeça numa área para a qual não estão preparadas. O erro está em presumir que as fontes de alimentação são componentes simples que qualquer pessoa pode conceber. Por que razão algumas empresas externalizam a fabricação para fornecedores da EMSI? Simplificando, custa-lhes menos e podem fazer um trabalho melhor do que o que é feito internamente. Lembre-se também que os clientes deles podem ter exigências maiores do que as suas. A qualidade, a fiabilidade e o custo foram melhorados no processo de fabrico e, portanto, o custo total pode ser reduzido com a compra de fontes de alimentação pré-montadas.
Quando construir
a sua própria fonte de alimentação? Por vezes, construir a sua própria fonte de alimentação é inevitável. Quando é que faz sentido construir a sua própria fonte de alimentação?
• Se não consegue adquirir algo que vá ao encontro das necessidades da sua empresa.
• Se a necessidade de projetar a sua própria fonte de alimentação puder ser satisfeita com semicondutores disponíveis ou componentes de módulos de alimentação integrados, com um bom apoio da equipa de engenharia de aplicações e das ferramentas de software de projeto.
• Se tem acesso aos equipamentos de teste adequados e possui a experiência e o tempo necessários para realizar o trabalho corretamente.
• Se houver tempo suficiente para fazer as coisas bem.
• Se a compra de uma fonte de alimentação for realmente demasiado cara para a aplicação e pretende construir algo que fará uma diferença significativa.
Embora existam excelentes recursos disponíveis, o melhor conselho em relação à utilização de projetos de referência é que não deve delegar a responsabilidade do projeto exclusivamente nos seus fornecedores de componentes sem algum esforço interno. O projetista e a empresa que desenvolve o produto são, em última análise, responsáveis pelo sistema ou produto final. Não prossiga sem realizar testes e avaliações suficientes do projeto e garantir que este funciona nas condições de tempo e temperatura especificadas. Realize uma avaliação prática do produto e/ou simulação. Não confie exclusivamente no projeto de referência de um fornecedor de semicondutores nem inicie diretamente a produção em grande escala.
Independentemente da tecnologia ou topologia de controlo utilizada, as empresas devem investir em formação, ferramentas de projeto, equipamentos de teste e software para validar o projeto e superar as expectativas da aplicação pretendida. Estão disponíveis excelentes recursos, muitas vezes gratuitos ou com um investimento mínimo de tempo e recursos. Os fornecedores podem disponibilizar projetos de referência, tabelas de avaliação e software de projeto, frequentemente sem custos. Em muitos casos, também fornecem ficheiros Gerber que podem ser importados para o seu próprio sistema, prontos a utilizar.
Considerações de Projecto ao "Construir" a Sua Própria
Fonte de Alimentação: Existem algumas questões que deve colocar a si próprio antes de construir a sua própria fonte de alimentação ou sistema de electrónica de potência. Em primeiro lugar, é importante considerar o tipo de sistema conversor de energia necessário. Este determina o nível de complexidade do projeto como um todo, os riscos envolvidos e os requisitos regulamentares. Possui o equipamento de teste adequado? São necessários analisadores de resposta de frequência, cargas eletrónicas, testadores de segurança elétrica e outros equipamentos especializados, e muitos simplesmente não os têm disponíveis. Tem uma equipa experiente com as competências apropriadas para projetar fontes de alimentação? Considere o magnetismo, o design da placa de circuito impresso (PCB), a ligação à terra e as técnicas de blindagem necessárias. O router automático precisará de ser desligado, e serão necessárias competências de design manual. As técnicas de separação de segurança devem ser incorporadas no projeto para cumprir as diretrizes de fuga de corrente.
Comece por se perguntar se a fonte de alimentação é offline ou DC-DC. É isolada ou não isolada? Está disponível comercialmente com desempenho comprovado? Podem estar disponíveis componentes com materiais integrados. Em níveis de potência mais baixos, os componentes das empresas de semicondutores estão agora altamente integrados; muitos contêm mesmo o indutor dentro da embalagem, formando o que é vulgarmente chamado de PSIP ou módulo de fonte de alimentação. Se o projeto exigir isolamento, possui a expertise e os equipamentos necessários para realizar testes de segurança elétrica nos projetos, seguindo as especificações e normas de segurança globais? Sabe como projetar o magnetismo com as autorizações e permissões necessárias dos órgãos de segurança? Considere o horário de funcionamento — será uma aplicação de alta fiabilidade 24 horas por dia, 7 dias por semana? Pode fazer sentido comprar componentes isolados e offline de alta potência se forem necessários, se a fiabilidade comprovada for essencial e se os volumes não forem suficientes para justificar um projeto "faça você mesmo".
Obter aprovações de segurança é dispendioso e demorado. Se o produto for enviado internacionalmente, necessitará de uma vasta gama de tensão de entrada, de 85 a 265 Vca, 50-60 Hz, e exigirá aprovações para aceitação mundial. Está preparado para os custos e atrasos? A sua equipa conta com especialistas em segurança familiarizados com os requisitos regulamentares e os procedimentos de teste? Considere a interferência eletromagnética (EMI/RFI). As fontes de alimentação comutada podem gerar muito ruído, especialmente se não forem concebidas corretamente. Os organismos reguladores não toleram ruídos em fontes de alimentação comutada mal concebidas.
Fabricar com mais ferramentas e recursos do que nunca.
Se, após considerar estas questões, decidir fabricar a sua própria fonte de alimentação, é altamente recomendável envolver os fornecedores o mais cedo possível no processo de definição, seleção e conceção. Quanto mais cedo procurar apoio e assistência, mais tempo terá para trabalhar de forma organizada, com maior flexibilidade e mais opções. Um cronograma de projeto perde flexibilidade à medida que nos aproximamos da fase de protótipo e produção.
Com as regulamentações de eficiência energética a tornarem-se cada vez mais uma consideração ao nível do sistema, abordar a eletrónica de potência desde o início do processo é crucial. Não escolha a peça, a topologia ou o circuito errado apenas para ter unidades de origem já montadas com defeitos. Nada precisa de ser projetado isoladamente; existem muitos recursos disponíveis para o ajudar a implementar o seu projeto com sucesso nas situações adequadas. Se estiver a conceber a sua própria fonte de alimentação, a boa notícia é que há mais suporte do que nunca. Os novos desenvolvimentos tecnológicos, disponíveis na Mouser, incluem produtos para diversos níveis de conversores de potência. Existem muitos recursos disponíveis para o ajudar a implementar o seu projeto personalizado com sucesso nas situações adequadas. Seja para comprar ou construir, a Mouser oferece produtos de mais de 450 fornecedores com características disponíveis para qualquer nível de potência e está pronta para ajudar.
Com mais de 25 anos de experiência na indústria eletrónica e de semicondutores, Kevin ocupou cargos de desenvolvimento de produtos semicondutores na Freescale Semiconductor, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor e Motorola Semiconductor. Kevin possui também uma vasta experiência como engenheiro de projeto em eletrónica médica e eletrónica militar.
Autor:
Por Kevin Parmenter, Autor Colaborador, Mouser Electronics
