Tanto os transformadores quanto os capacitores usados nas fontes de alimentação poderiam ser bem menores se a frequência da rede elétrica fosse mais elevada, ao invés de operar com apenas 60 Hz. Por isso foram criadas as fontes chaveadas, utilizadas nos PCs e em todos os equipamentos eletrônicos modernos. Elas não necessitam de transformadores e capacitores grandes, e por isso podem fornecer muita potência, porém mantendo peso e tamanho reduzidos.
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Operação de uma fonte chaveada |
A figura acima mostra as etapas de funcionamento de uma fonte chaveada. Inicialmente a tensão da rede elétrica é retificada e filtrada. Não existe dificuldade técnica na retificação de tensões elevadas. Quanto à filtragem, podem ser usados capacitores de menor valor, pois a corrente é mais baixa, apesar da tensão ser elevada. O resultado é uma tensão contínua de valor elevado. Esta tensão passa por um transistor de chaveamento que a transforma em uma onda quadrada de alta frequência, entre 100 e 200 kHz. Este transistor opera como uma chave elétrica que abre e fecha o circuito para a passagem de corrente, em alta velocidade. Esta onda quadrada passa por um transformador e tem sua tensão reduzida, porém com valor de corrente maior. Este transformador pode ser pequeno, já que opera com frequência muito mais elevada, e quanto maior é a frequência, maior é a facilidade que um transformador tem para fazer o seu trabalho.
Temos então uma corrente alternada, mas com amplitude menor e frequência maior. Esta corrente é retificada e filtrada, desta vez usando capacitores de menor tamanho, já que a filtragem também é facilitada pela frequência elevada. Finalmente temos a etapa de regulação, na qual imperfeições são eliminadas, resultando em um valor constante na saída. Uma fonte de alimentação usada em um PC possui várias seções para a geração dos diversos valores de voltagem.