O que é a temperatura de operação de uma fonte?
Pode-se dizer que um dos maiores fatores limitantes de uma fonte é a temperatura de operação.
Quando os componentes da fontes esquentam, sua eficiência começa a diminuir abaixo do nível desejado ou especificado e as tensões também podem diminuir abaixo dos níveis mínimos do padrão ATX (variação permitida de ±5% nas tensões positivas e de ±10% nas tensões negativas).
Essencialmente, poder tirar mais “suco” da fonte é similar à linha de pensamento quando fazemos overclock no processador. Você não consegue overclocar um processador se não conseguir manter baixa a sua temperatura, e você não vai conseguir energia estável e de boa qualidade se a sua fonte esquenta facilmente e não suporta altas temperaturas. A vantagem dos processadores é que há sistemas de proteção que podem reduzir a sua velocidade, mas e a fonte? Se ela não suprir a energia que o sistema demanda, ou este trava ou irá desligar. E se estivermos falando de fontes genéricas, cujos sistemas de proteção são deficientes, alguns de seus componentes podem ser danificados irreversivelmente e até queimar a placa mãe ou algum periférico do computador.
O efeito da temperatura no desempenho da fonte de alimentação é chamado de Curva de Degradação (Derating Curve). Quanto mais quente a fonte fica, menor será sua capacidade de fornecer energia.
Normalmente a Curva de Degradação é medida em Watts por grau. Por exemplo: “2W por 2ºC” seria a taxa de degradação. O que isto significa? Que uma fonte com potência sustentada definida em 500W @ 20ºC, conseguirá suprir menos 2W de energia a cada 2ºC que tiver de aumento na temperatura. Então, @ 50ºC, a potência sustentada máxima seria de 470W (2ºC x 30).
Um detalhe é que a Curva de Degradação aplica-se somente à temperatura de operação recomendada para uma fonte. Assim que se vá além da temperatura de operação recomendada, digamos 70ºC, a Curva de Degradação aumenta exponencialmente (claro, depende também do projeto dela).
Infelizmente a Curva de Degradação de uma fonte de alimentação não é normalmente informada pelo fabricante. Um bom exemplo são as curvas que a fabricante PC Power and Cooling publica em relação às suas fontes da família Turbo-Cool 510 (como na figura abaixo).
Na figura é possível ver que não se deve comparar, por exemplo, fontes que têm operação confirmada @ 50ºC com fontes @ 25ºC. Veja que com o aumento da temperatura de operação, a potência fornecida máxima cai bastante.
Imagine por exemplo, uma fonte de energia com temperatura de operação máxima de 25ºC. Não é tão difícil atingir este valor, afinal, em várias cidades no Brasil a temperatura ambiente média é maior do que 25ºC. Se a temperatura ambiente é 25ºC, imagine a temperatura dentro da fonte: É maior, correto? Com isso a sua fonte sempre irá trabalhar fora da especificação, fazendo com que menos potência do que a anunciada na etiqueta seja atingida. Já com uma fonte com limite de operação a 50ºC, você terá muito mais segurança de operar dentro da faixa permitida e ter a potência anunciada pelo fabricante.
Uma fonte com duas ou mais linhas de 12V é melhor?
Conforme os processadores foram evoluindo com a integração de centenas de milhões de transistores e operando em maiores frequências, mais corrente elétrica passou a ser necessária. Devido a isso houve uma mudança em sua tensão de alimentação: a fim de minimizar as perdas de potência durante a distribuição, a tensão de +5V foi substituída pela de +12V.
Outro aspecto importante é a existência de uma regulamentação de segurança, feita por vários órgãos internacionais (UL 1950/CSA950 e EN 60950/IEC 950), que limita em 240VA a potência de um circuito empregado em equipamentos elétricos de uso doméstico.
Pela equação de potência P = V x I, deduzimos que neste caso a máxima corrente permitida é de 20A. Foi por isso que há alguns anos atrás, ao prever que o consumo total na linha de +12V excederia esse valor, a Intel alterou a especificação ATX12V e passou a recomendar aos fabricantes de fontes a utilização de múltiplas saídas de +12V
Daí temos hoje fontes que normalmente tem duas linhas de +12V (12V1 e 12V2), enquanto algumas chegam a ter 5 linhas de +12V. E normalmente cada uma dessas linhas não oferece mais de 18A (os 2A a menos ficam como margem de segurança).
Em relação à distribuição das saídas de +12V, normalmente a +12V2 fica reservada para o processador, a +12V1 para os conectores Molex e o ATX24 da placa mãe, enquanto as demais para as placas de vídeo PCI Express. É importante destacar, contudo, que nem todos os fabricantes seguem essa organização na íntegra.
Um problema é que as linhas de +12V normalmente oferecem uma potência combinada bem menor do que a soma da potência máxima de cada linha (utilizada individualmente). Ou seja, se uma fonte tem duas linhas de +12V com cada uma podendo oferecer até 15A, se utilizadas ao mesmo tempo as duas linhas não irão fornecer 30A, mas sim um valor inferior. Um dos motivos é que um mesmo circuito gera a energia para as múltiplas linhas.
Mas se um fabricante de fontes quiser, pode criar uma fonte que consiga suprir até 80A (ou mais) numa única linha de +12V. O máximo que irá acontecer é que ele não poderá dizer que a sua fonte é do padrão ATX12V v2.2 (pois não tem linhas de +12V com no máximo 20A). Um exemplo é a fonte Olympia da Silverstone.