Calculadora de eficiência de fonte de alimentação
Calcula a eficiência percentual de uma fonte de alimentação a partir da potência de saída e da potência de entrada em watts.
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Eficiência de Fonte de Alimentação
De toda a energia que a fonte tira da tomada, quanto realmente chega à carga como saída DC útil? Essa fração é a eficiência, e você calcula com η = P_saída / P_entrada × 100%. Tudo o que a entrada perde pelo caminho vira calor dentro da fonte. Pegue uma carga de 500 W numa PSU de 80%: ela puxa 625 W da rede e joga fora 125 W em calor.
Numa fonte chaveada (SMPS) as perdas vêm de alguns lugares. As de comutação cobrem o drive de gate e a breve sobreposição no liga/desliga. As de condução ficam no RDS(on) dos MOSFETs, no V_F dos diodos e na ESR dos capacitores. E há as magnéticas: histerese do núcleo mais o I²R do cobre em transformadores e indutores. Um projeto LLC ressonante ou baseado em GaN bem feito fica em 90–95% na sua faixa normal de carga. Já o regulador linear funciona diferente. Ele é praticamente um resistor variável, então seu teto é fixo em η_linear = V_saída / V_entrada. Caia de 12 V para uma saída de 5 V e você nunca passa de 41,7%.
Aplicações
Esse número aparece quando você dimensiona disjuntores e UPS, quando estima quanto calor um data center precisa dissipar e quando confere uma fonte pelos níveis do selo 80 PLUS (Bronze 82%, Silver 85%, Gold 87%, Platinum 90%, Titanium 94% a 50% de carga, 230 V). O PUE de um data center anda direto com a eficiência das fontes, e um dispositivo a bateria usa a mesma equação para estimar quanto tempo vai durar.
FAQ
Por que a eficiência cai em carga muito baixa? As perdas fixas não somem só porque a carga diminuiu. Bias do controlador, drive de gate e snubbers de stand-by continuam consumindo, então pesam mais sobre o P_in. Por isso a curva costuma ter pico lá pelos 40–60% de carga e despenca abaixo de 20%.
Eficiência maior sempre significa operação mais fria? Sim. As perdas são apenas P_in − P_out, e tudo isso vira calor. A 500 W uma PSU de 95% só precisa eliminar 26 W, enquanto uma de 80% fica presa com 125 W para dissipar.
Por que ainda se usam reguladores lineares? Porque são muito silenciosos, reagem rápido a transientes de carga e praticamente não geram EMI. Num trilho sensível de RF ou áudio isso vale mais do que a eficiência que você abre mão.
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