Calculadora de eficiência de fonte de alimentação

Eficiência de Fonte de Alimentação

A eficiência de uma fonte mede quanto da energia elétrica retirada da tomada chega à carga como saída DC útil. A fórmula base é η = P_saída / P_entrada × 100%, e qualquer diferença entre entrada e saída vira calor dentro da fonte. Uma carga de 500 W servida por uma PSU de 80% puxa 625 W da rede e rejeita 125 W como calor desperdiçado.

Em fontes chaveadas (SMPS) as perdas se dividem em perdas de comutação (drive de gate, sobreposição no liga/desliga), de condução (RDS(on) dos MOSFETs, V_F dos diodos, ESR dos capacitores) e magnéticas (histerese do núcleo, I²R do cobre em transformadores e indutores). Projetos modernos LLC ressonantes e baseados em GaN alcançam 90–95% em carga típica. Reguladores lineares, ao contrário, agem como resistores variáveis com eficiência limitada por η_linear = V_saída / V_entrada — uma saída de 5 V a partir de 12 V jamais ultrapassa 41,7%.

Aplicações

Usado para dimensionar disjuntores e UPS, estimar remoção de calor em data centers e qualificar fontes pelo selo 80 PLUS (Bronze 82%, Silver 85%, Gold 87%, Platinum 90%, Titanium 94% a 50% de carga, 230 V). Data centers acompanham o PUE, que depende diretamente da eficiência das fontes; dispositivos a bateria usam a mesma equação para prever autonomia.

FAQ

Por que a eficiência cai em carga muito baixa? Perdas fixas (bias do controlador, drive de gate, snubbers de stand-by) viram fração maior de P_in, então as curvas costumam ter pico entre 40–60% de carga e caem abaixo de 20%.

Eficiência maior sempre significa operação mais fria? Sim: as perdas equivalem a P_in − P_out e viram calor; uma PSU de 95% a 500 W dissipa só 26 W ante 125 W de uma de 80%.

Por que ainda se usam reguladores lineares? Oferecem ruído muito baixo, resposta rápida a transientes e EMI praticamente zero, o que importa em trilhos sensíveis de RF e áudio mesmo com baixa eficiência.