L`alimentatore

L’Alimentatore
L' energia elettrica é distribuita sotto forma di corrente alternata a bassa tensione
. In Europa questo valore é generalmente di 220 volt con una frequenza di 50Hz ,
mentre negli USA é 115 volt a 60Hz. I circuiti elettronici invece :

funzionano a bassissima tensione (al di sotto dei 15 volt ) ed in corrente
continua.

richiedono valori molto stretti nelle tolleranze delle tensioni e mal
sopportano variazioni superiori ad un 5 o 10% , limiti oltre i quali possono
danneggiarsi irreparabilmente .

mal sopportano disturbi e rumori elettrici sovrapposti alla tensione di
alimentazione
Tutto l'opposto della rete che é soggetta a sbalzi di tensione , fluttuazioni del
valore standard anche del 20% , rumori e disturbi di ogni genere , causati dalle
varie utenze collegate , oltre alle sovratensioni ed ai transitori generati da
manovre sulle linee ad alta tensione , temporali , ecc. Occorre quindi un
dispositivo che :

abbassi la tensione ai valori tipici richiesti dai circuiti elettronici (da 3 a 12
volt)

trasformi la corrente alternata in continua

stabilizzi i valori con tolleranze ristrette

elimini quanto possibile i disturbi presenti sulla rete
L' alimentatore svolge tutte queste funzioni . Si tratta di un circuito elettronico "di
potenza " , ovvero in grado di trattare una certa quantitá di energia , che preleva
dalla rete ed adatta alle esigenze dell' elettronica digitale. Non si tratta di circuiti
molto complessi , ma neanche molto semplici , perché ogni qual volta si abbia a
che fare con conversione di energia , il rendimento diventa importante.
Rendimento , in questo caso , significa quanta parte dell'energia va persa
durante la conversione , ovviamente per la maggior parte sotto forma di calore ;
ed é noto che uno dei nemici maggiori dei componenti elettronici é il calore (oltre
al fatto che , minimizzando le perdite , si ottiene un risparmio energetico).
L'alimentatore del PC , quindi , si basa sul sistema a commutazione (in inglese
switching o switch mode) che opera in modo apparentemente complesso , ovvero
:

preleva l'energia dalla rete e filtra i disturbi

la trasforma in corrente continua

che alimenta un circuito oscillatore ad alta frequenza (diversi kilohertz o
decine di kilohertz) , che effettua la riduzione e la stabilizzazione

dopo di che la corrente alternata ad alta frequenza viene trasformata in
continua ed é pronta per l'uso
Questo sistema consente di convertire le potenze richieste dal PC (da 200 watt in
su) con un rendimento elevato (quindi con basse perdite) e con trasformatori di
piccole dimensioni (costi bassi ed ingombri limitati). In ogni caso una certa
quantitá di energia va persa durante la conversione e l'alimentatore genera una
certa quantitá di calore che deve essere dissipata nell' ambiente per evitare danni
ai componenti dell' alimentatore stesso. Per questo lo standard del PC prevede
una ventola che , dall'interno dell'alimentatore , fa circolare un flusso di aria
sufficiente al raffreddamento delle parti interne (oltre a movimentare l'aria nello
châssis).
In genere bisogna seguire delle precauzioni
per l'uso degli alimentatori e
prcisamente:

Osservare la posizione del cambiatensione sulle unitá prima di collegare
il sistema alla rete , in quanto , essendo materiale proveniente da altri
paesi , con tensioni di rete differenti , é possibile che sia selezionata la
tensione di 115V. L'inserimento sulla rete a 220V in queste condizioni
provoca immediati e gravissimi danni all'alimentatore e fa decadere la
Garanzia .

Non collegare alla presa ausiliaria carichi particolarmente "pesanti ",
specialmente monitor oltre i 15" o stampanti laser . La corrente di spunto
di
questi
dispositivi
potrebbe
accorciare
sensibilmente
la
via
dell'interruttore.

Verificare la presenza di una terra di buona qualitá nell'impianto elettrico
a
cui
é
collegato
l'alimentatore.
NON
UTILIZZATE
QUESTO
DISPOSITIVO SE NON É COLLEGATO A TERRA .

NON
ACCENDETE
L'ALIMENTATORE
SENZA
UN
CARICO
COLLEGATO. Si tratta di un circuito switching che potrebbe essere
danneggiato da un funzionamento a vuoto. Nel caso in cui fosse
necessario verificare il funzionamento dell' alimentatore , COLLEGARE
SEMPRE UN CARICO ADEGUATO , ad es. hard disk o mainboard.

Non cortocircuitare le uscite dell' alimentatore : questo dispositivo é
previsto per fornire correnti molto elevate che , fino a quando non
interviene la protezione interna , possono raggiungere picchi di centinaia
di ampere , con possibili seri danni alle apparecchiature collegate , ai
cavi e all'alimentatore stesso .

Premendo l'interruttore di rete posto sul retro dell' alimentatore ATX NON
SUCCEDE NIENTE ! O meglio : si attiva solo la parte dell'alimentazione
di servizio . La ventola ( e le tensioni principali) si avvieranno solo alla
chiusura del contatto di Power On sulla mainboard .

L' alimentatore contiene circuiti elettronici operanti a tensione di rete ;
NON aprire gli involucri metallici perché questo , oltre ad annullare la
Garanzia , espone ad una situazione di pericolo .

L' alimentatore non contiene alcun componente manutenzionabile
dall'Utente . In caso di guasto , inviare al Centro di Assistenza senza
tentare alcun intervento improvvisato .
l'alimentatore AT - In passato sono state implementate varie forme , dipendenti dal
tipo di case ; attualmente un solo formato e' diventato standard per tutti i tipi. Le
potenze commerciali sono 200/230/250/300W . Sono evidenziate le parti essenziali :

Presa di rete : una spina DIN a cui va collegato il cavo di alimentazione
verso la rete 220V . La presa di energia deve essere dotata di terra .

Cambiatensione : se presente , consente di commutare il funzionamento
per reti a 110V (USA) o 220V (Europa) . OSSERVARNE la corretta
posizione ., prima di dare corrente !!!

Presa ausiliaria : una presa DIN a cui puó essere collegato un
apparecchio che verrà acceso assieme al PC con l' interruttore dell'
alimentatore . Si consiglia di collegare solo carichi di piccola potenza ( ad
es. monitor non superiori a 15") onde non abbreviare la vita dell'
interruttore stesso .

Interruttore di rete : a due vie , accende e spegne il PC ed il carico
collegato alla presa ausiliaria

Cavo di terra : é presente in tutti gli alimentatori di qualitá , conformi alle
norme CE e di sicurezza . Va collegato al telaio metallico del case , nei
pressi dell'interruttore .

Connettori per I/O : sono disponibili diversi connettori per dischi , floppy ,
CD-ROM e per la mainboard .

Ventola : una ventola interna produce un flusso di aria per il
raffreddamento dell' alimentatore e del case . In alcuni modelli (low-noise
, ventola a controllo termostatico) la velocità della ventola é regolata da
un controllo termostatico in funzione della temperatura dell'aria . Nel caso
di componenti molto "caldi " , ad es. grossi hdd , masterizzatori o schede
video , puó essere opportuno installare nel case altre ventole ausiliarie
per ottenere una circolazione d' aria adeguata .

Tabella delle caratteristiche : riporta i dati di massima dell'alimentatore .
L' alimentatore é una delle parti vitali del PC e deve essere affidabile e sicuro .
Componenti di qualitá scadente possono essere causa di arresti , o peggio , di
guasti , anche gravi , all' intero sistema . In generale l' alimentatore é protetto
contro i cortocircuiti con un sistema elettronico ; inoltre dispone anche di un
fusibile interno . L'alimentatore é un circuito di una certa complessità ; in caso di
guasti non va aperto , sia per il decadere della garanzia , sia perché la sua
riparazione richiede personale specializzato , sia per il pericolo dovuto al contatto
accidentale con parti sotto tensione di rete .
il connettore di alimentazione della mainboard - Esistono due standard principali :
- AT o PS/2 : è quello comune alle mainboard commerciali . Il connettore fissato
alla mainboard è del tipo AMP , maschio a 12 poli ; dall’alimentatore arrivano due
gruppi di cavi che con due femmine a 6 poli , del tipo AMP. Il colore dei cavi è
(fortunatamente) standardizzato. I connettori femmina vanno installati con i cavi
neri accostati al centro del connettore maschio . In genere le tensioni sono
piuttosto precise e possono essere verificate con un comune multimetro . Il
segnale power good identifica la condizione di corretto funzionamento
dell’alimentatore ed è necessario ai circuiti della mainboard per lavorare
correttamente
.
- ATX : è il nuovo standard per le schede ATX . Utilizza un connettore AMP a 20
poli e prevede la possibilità di accensione e spegnimento del sistema da
comando software . Poiché ancora adesso esistono problemi nel reperimento
degli alimentatori ATX , molti fabbricatori hanno dotato le loro mainboard ATX di
un doppio connettore di alimentazione che le rende compatibili con tutti e due gli
standard di alimentazione . Rispetto al connettore AT , ATX dispone di un
numero maggiore di pin , tra cui quello di PS-ON per il controllo remoto
dell'alimentatore . Il connettore di alimentazione ATX non puó essere inserito in
modo errato perché é dotato di una polarizzazione .
L'alimentatore ATX - La struttura dello standard ATX per quanto riguarda
l'alimentazione é il seguente :

l' alimentatore dispone di un pin di Remote Power On (PS-ON nel
disegno)

l' alimentatore fornisce sempre , anche in posizione di riposo , una
tensione di base alla mainboard (+5V SB)
La mainboard ha un jumper di Power On : chiudendo con un contatto
momentaneo(pulsante normalmente aperto) i pin di questo jumper sulla
mainboard , la situazione dell'alimentatore viene commutata : se era in posizione
di riposo , vengono erogate tutte le tensioni ed il PC si attiva ; se era attivato
,viene portato in posizione di riposo. Siccome per funzionare questo circuito
richiede che una tensione sia sempre presente sulla mainboard , é inserito un
interruttore bipolare all'interno dell'alimentatore per separarlo dalla rete in modo
definito. La prima sequenza di accensione é la seguente :
1. portare su ON l'interruttore di rete dell'alimentatore
2. premere per un breve periodo il pulsante di on/off posto sul case e
collegato ai pin Power On della mainboard
3. il PC si avvia ; se non fosse cosí verificare l' interruttore di on/off posto
sull'alimentatore (se presente) oppure il cablaggio del sistema
4. premere ancora il pulsante e mantenerlo premuto per almeno 4 secondi :
il PC si spegne
5. una successiva pressione del pulsante riavvierà il sistema
Inoltre :

Il sistema ATX deve essere avviato con la chiusura dei contatti di
PW_ON sulla mainboard . L'interruttore di rete é previsto solo per isolare
il sistema dalla rete .

Non occorre commutare l'interruttore di rete sull'alimentatore , se non per
motivi di sicurezza , come ad es. per inutilizzo prolungato oppure durante
una attivitá di servizio all'interno del case .

L'interruttore di rete posto sull' alimentatore non va utilizzato se si vuole
usufruire delle prestazioni ACPI/PC97/PC98 che dipendono dalla
presenza della tensione +5V SB . L'interruttore di rete posto sull'
alimentatore sospende completamente l' energia al sistema e cancella
eventuali impostazioni particolari relative alla gestione delle sequenze di
accensione .
Da osservare che :

per la cancellazione del contenuto della RAM CMOS occorre staccare il
PC dalla rete o spegnere l' interruttore di rete perché lo spegnimento
effettuato con il pulsante frontale del case non interrompe la tensione
presente sulla mainboard .

per qualsiasi intervento sull' hardware del PC occorre staccare il PC dalla
rete o spegnere l' interruttore di rete per evitare la presenza della
tensione ausiliaria che potrebbe creare gravi danni togliendo o inserendo
schede , CPU , Ram , cavi , ecc.
Differenza tra alimentatore AT e ATX - Il formato AT deriva dalle dimensioni
meccaniche del PC originale IBM AT . Lo standard ATX é stato recentemente
introdotto per migliorare alcune caratteristiche e risolvere alcuni problemi . La
tabella seguente raccoglie le differenze principali :
Alimentatore AT
Alimentatore ATX
Utilizzabile su
Utilizzabile su mainboard standard ATX , ma anche AT
mainboard standard
AT .
2 connettori a 6 poli
1 connettore a 20 poli
Tensioni fornite :
Tensioni fornite : +5V / -5V /+12V / -12V / -5V / +3.3V
+5V / -5V /+12V / 12V / -5V
Nessuna tensione è
Con l'alimentatore connesso alla rete , anche a sistema inattivo , é presente
presente se l'
una tensione ausiliaria di +5V , necessaria per le funzioni ATX avanzate .
interruttore di rete é
su Off
L' alimentazione
L'alimentazione é sospesa con un pulsante a bassa tensione che agisce sulla
viene interrotta con
mainboard (l'alimentatore ATX fornisce una tensione ausiliaria anche a sistema
un interruttore di
spento . La tensione ausiliaria é esclusa solo con interruttore di rete su Off o
rete , sempre
con cavo di rete scollegato) .
presente .
_
L'interruttore di rete puó non essere presente .
Con la presenza di una tensione ausiliaria é possibile disporre di nuove
possibilitá di controllo
Sull' alimentatore
AT é disponibile una
presa di servizio
commutata dall'
Sull' alimentatore ATX non é disponibile la presa ausiliaria commutata
interruttore
principale
Potenze tipiche da
100 a 600W
Potenze tipiche da 200 a 300W
La ventola
dell'alimentatore AT
aspira aria dall'
La ventola dell'alimentatore ATX aspira aria dall' esterno dello châssis e la
interno dello châssis
soffia verso l' area della mainboard
e la soffia verso
l'esterno
Sull' alimentatore ATX non é presente la presa ausiliaria che si trova
normalmente sugli alimentatori AT . Nella struttura dell'alimentatore AT-PS/2
l'accensione e lo spegnimento sono effettuati con un interruttore bistabile , che
interrompe la tensione di rete , sia verso l'alimentatore che verso la presa
ausiliaria , che si trova quindi in parallelo all' ingresso dell'alimentatore , a valle
dell'interruttore stesso e dipende da questo. Nel sistema ATX , l'interruttore di
rete é un opzional di sicurezza , potrebbe anche non essere presente ; esiste per
questioni di sicurezza e di comodità . Questo perché l'alimentatore deve essere
sempre attivo per produrre una tensione di 5V verso la mainboard ed alimentare
il circuito di Power On a pulsante o da evento (Keyboard Power On o Ring Power
On) . Quindi la presenza della presa rete per i circuiti ausiliari non é fattibile se
non con una aggiunta costosa alla parte di rete dell'alimentatore e che non ci
risulta sia stata implementata da alcun costruttore .
Premendo l' interruttore di rete posto sul retro dell' alimentatore si attiva solo la
parte dell' alimentazione di servizio . La ventola ( e le tensioni principali) si
avvieranno solo alla chiusura del contatto di Power_On n sulla mainboard .
Questo é particolarmente importante per la mainboard AT che prevedono anche
la possibilitá di una alimentazione ATX : l'avviamento del sistema sará possibile
solo premendo il pulsante collegato ai pins di PW_ON !
La tabella seguente riassume le differenze tra interruttore e presa ausiliaria negli
alimentatori AT e ATX:
Componente
Alimentatore AT
Alimentatore ATX
Interruttore di
sempre presente
opzionale
rete
collegato all' alimentatore
nel corpo dell' alimentatore
Interruttore di
lo stesso della rete
collegato alla mainboard
accensione del a due posizioni stabili (On-Off)
sistema
Presa ausiliaria
pulsante monostabile
presenza della rete sui contatti
a bassa tensione
solitamente é presente
puó essere presente
dipendente dall'interruttore di
se presente , é sempre sotto
rete
tensione
sempre presente la tensione
ausiliaria (5V) , anche a
Tensioni al
presenti solo con interruttore su
sistema
ON
sistema in stato di off . Se é
presente un interruttore di rete ,
la tensione ausiliaria é sospesa
solo posizionando su Off
questo interruttore
Avviamento del
sistema
con l'interruttore di rete
con il pulsante collegato alla
mainboard
Il connettore ausiliario di alimentazione - Quando la corrente prelevata sulla linea
a 3.3V é elevata e/o é sconsigliabile sfruttare il regolatore a tre terminali on-board
, si può prelevare questa tensione da un alimentatore esterno . Alcune
mainboards dispongono di questo connettore ed alcuni alimentatori possono
fornire la tensione necessaria . Maggiori informazioni tecniche e sulle connessioni
si trovano nei manuali delle mainboards e degli alimentatori("low noise" Indica
che la ventola di raffreddamento é controllata termostaticamente).
Alimentatore doppio - Normalmente ogni PC dispone di un alimentatore unico
che preleva l' energia dalla rete ENEL e la converte nelle basse tensioni
stabilizzate necessarie al funzionamento dei componenti elettronici . In caso di
guasto o sovraccarico che mandi fuori servizio questo componente , l' intero
sistema é fermo e la sostituzione é laboriosa . Esistono peró situazioni in cui non
é desiderabile questa condizione ed in cui il sistema deve poter funzionare senza
sosta o con sosta brevissima . A questo scopo sono stati ideati alimentatori doppi
, in cui i due moduli possono essere sostituiti dall' esterno , in modo molto
semplice , senza aprire il case . Inoltre questi alimentatori possono funzionare in
parallelo ed essere estratti ed inseriti a sistema acceso (hot-swap) , per cui il
guasto ad una unitá non comporta un fermo macchina .