Nova fonte de alimentação tem vida útil de mais de 50 anos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/01/2023

Os protótipos alcançaram uma vida útil simulada de 50 anos, mas ainda não pifaram - os testes continuam.
[Imagem: Marco Wünschmann/Welectron]

Fontes de alimentação chaveadas

As fontes de alimentação chaveadas estão onipresentes em nossa vida diária, seja em residências, escritórios ou na indústria.

Elas convertem a corrente alternada fornecida pelas concessionárias em corrente contínua, para alimentar quase tudo, dos celulares e computadores até as estações de recarregamento de carros elétricos ou os centros de dados e computação, a versão concreta da famosa "nuvem".

No entanto, as fontes de alimentação convencionais não têm uma vida útil muito longa - o padrão é que, em ambientes que exijam alta confiabilidade, como nas centrais de dados, elas sejam trocadas após nove anos de operação contínua.

Mas isto está prestes a mudar.

Engenheiros alemães conseguiram fazer com que a parte mais frágil das fontes de alimentação chaveada, componentes chamados capacitores, durem até 50 anos de operação ininterrupta.

"Esta tecnologia é uma virada de jogo onde quer que a confiabilidade seja importante: Podem ser centros de computação ou logística ou lâmpadas de segurança de voo," exemplifica Michael Heidinger, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe.

Capacitores de filme

As fontes de alimentação chaveadas convencionais são leves e compactas, mas suscetíveis a falhas devido a um elo fraco: Os capacitores de eletrólito que contêm.

Já existem capacitores de filme, que são muito mais duráveis, mas hoje eles exigiriam até dez vezes mais espaço, tornando as fontes grandes demais.

Heidinger e seus colegas desenvolveram um sistema de controle digital que permite o uso de capacitores de filme com uma exigência de espaço apenas ligeiramente maior do que os capacitores atuais. Para isso, a fonte de alimentação recebe também um microprocessador, que detecta impactos ambientais perturbadores, como variações de tensão na rede ou alterações de temperatura.

O microprocessador então reage quase instantaneamente, equilibrando as flutuações. Com isto, torna-se possível usar capacitores de armazenamento de capacidade muito menor, que exigem muito menos espaço.

Em testes simulados de degradação forçada, a equipe mostrou que suas novas fontes de alimentação têm uma vida útil de pelo menos 50 anos a uma temperatura ambiente de 40 graus.

"Isso é cerca de cinco vezes mais do que as fontes de alimentação no comércio," disse Heidinger. Até agora, nenhuma fonte de alimentação falhou, e os testes continuam. "Ainda não chegamos ao limite," conclui o engenheiro.