Barramentos de Fonte de Alimentação (Power Supply Rails): A Espinha Dorsal da Eletrônica Moderna

Um barramento de fonte de alimentação (power supply rail) é uma tensão de suprimento que fornece energia para dispositivos ou componentes elétricos/eletrônicos em uma placa de circuito. Barramentos usados em computadores desktop antigos incluíam ±5 volts (V) como corrente contínua (DC), ±12 VDC, e linha comum ou retorno. Depois, computadores passaram a usar +5 V e +3 VDC para os barramentos. O barramento usado para a maioria dos circuitos analógicos ainda requer barramento dividido (split power rail). Amplificadores operacionais podem usar barramento ±12 V, operando com sinais de entrada e saída tipicamente de polaridade dual, semelhantes a ondas senoidais, que têm polaridade alternada como corrente alternada (AC).

Limite de Corrente

O barramento de tensão em uma unidade de fonte de alimentação terá limite de corrente correspondente. Fontes com classificação máxima absoluta de 10 amperes (A) podem operar a 90% da corrente total, ou 9 A. Se a carga requer 18 A, duas fontes serão necessárias. Fabricantes podem fornecer instruções especiais ao conectar duas fontes para acionar o mesmo barramento. Também há casos onde a carga foi dividida para fornecer carregamento adequado a cada fonte.

Tipos de Fontes: SRPS, DRPS, MRPS

Uma fonte pode ser de barramento único (SRPS), duplo (DRPS) ou múltiplos (MRPS). À medida que circuitos digitais evoluíram, DRPS tornou-se mais comum como barramentos +5 V e +3,3 V. A tensão negativa que aparecia como -5 e -12 V geralmente não é mais usada desde o ano 2000. SRPS pode requerer mais que uma única unidade. Em sistemas -48 VDC que fornecem 100 A, é comum prover banco de baterias que forneça 100 A à carga quando a rede CA é interrompida. Neste arranjo, há conexão paralela de múltiplos retificadores, cada um fornecendo fração da corrente total requerida.

Balanceamento de Retificadores

Quando vários retificadores são conectados, circuito de balanceamento garante que todos forneçam aproximadamente a mesma corrente. No exemplo acima, é possível usar seis módulos retificadores de máximo 25 A cada. Quando banco de baterias está totalmente carregado, cada retificador fornecerá 100/6 ≈ 17 A.

Esta corrente é cerca de 8 A abaixo da saída máxima para cada retificador. Assumindo que cada um possa consumir máximo absoluto de 24 A, haverá total de 42 A extras para recarregar o banco de baterias. A corrente de recarga deve cair dentro dos limites permitidos para evitar superaquecimento da bateria. Para isso, o circuito de desconexão de baixa tensão do banco deve garantir que a bateria não seja descarregada além dos limites toleráveis.