| Alimentazione |
SOMMARIO
- A cosa serve l'alimentatore ?
- Che precauzioni si devono seguire per l'uso degli alimentatori ?
- Come è fatto l'alimentatore AT ?
- Come è fatto il connettore di alimentazione della mainboard ?
- Come é il sistema di alimentazione ATX ?
- Come funziona l'alimentatore ATX ?
- Perché sull'alimentatore ATX non c'é la presa di rete per i circuiti ausiliari ?
- Premendo l'interruttore di rete posto sul retro dell' alimentatore NON SUCCEDE NIENTE !
- Che differenza c'é tra l'alimentatore AT e quello ATX ?
- Flusso dell'aria negli alimentatori
- Che cosa è il connettore ausiliario di alimentazione ?
- Cosa indica "low noise" su un alimentatore ?
- Come e' fatto un alimentatore doppio ?
- Precauzioni per l'uso degli alimentatori .
- Come e' fatto un alimentatore doppio ?
- Che cosa è il VRM ?
- La batteria
A cosa serve l'alimentatore ?
L' energia elettrica é distribuita sotto forma di corrente alternata a bassa tensione . In Europa questo valore é generalmente di 230 volt con una frequenza di 50Hz , mentre negli USA é 115 volt a 60Hz .
I circuiti elettronici invece :
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 :
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 :
Questo sistema consente di convertire le potenze richieste dal PC (da 150 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) .
Come è fatto l'alimentatore AT ?
L' immagine seguente rappresenta un alimentatore tipico per PC del tipo 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 200/230/250/300/360/400/420/470/500/550W .
Sono evidenziate le parti essenziali :
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 .
Come è fatto 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 , sia SUPERMICRO che EPOX 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 . Le connessioni tipiche sono le seguenti :
Il connettore di alimentazione ATX non puó essere inserito in modo errato perché é dotato di una polarizzazione .
Come é il sistema di alimentazione ATX ?
La struttura dell'alimentatore ATX é differente da quella del sistema AT . Lo schema seguente riporta le componenti principali del sistema ATX .
Come funziona l'alimentatore ATX ?
La struttura dello standard ATX per quanto riguarda l'alimentazione é il seguente :
La mainboard ha un jumper di Power On : chiudendo con un contatto momentaneo(pulsante normalmente aperto che si trova sul fronte del case) 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 :
Inoltre :
Da osservare che :
Che differenza c'é 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 mainboard standard AT . | Utilizzabile su mainboard standard ATX , ma anche AT se dotate dell' opportuno connettore |
| 2 connettori a 6 poli | 1 connettore a 20 poli |
| Tensioni fornite : +5V / -5V /+12V / -12V / -5V | Tensioni fornite : +5V / -5V /+12V / -12V / -5V / +3.3V |
| Nessuna tensione é presente se l' interruttore di rete é su Off | Con l'alimentatore connesso alla rete , anche a sistema inattivo , é presente una tensione ausiliaria di +5V , necessaria per le funzioni ATX avanzate . |
| L' alimentazione viene interrotta con un interruttore di rete , sempre presente . | L'alimentazione é sospesa con un pulsante a bassa tensione che agisce sulla mainboard (l'alimentatore ATX fornisce una tensione ausiliaria anche a sistema spento . La tensione ausiliaria é esclusa solo con interruttore di rete su Off o con cavo di rete scollegato) . 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' interruttore principale | Sull' alimentatore ATX non é disponibile la presa ausiliaria commutata |
| Potenze tipiche da 100 a 600W | Potenze tipiche da 150 a 600W |
| La ventola dell'alimentatore AT aspira aria dall' interno dello châssis e la soffia verso l'esterno | Standard iniziale :La ventola dell'alimentatore ATX aspira aria dall' esterno dello châssis e la soffia verso l' area della mainboard Standard attuale : come nel caso AT |
Perché sull'alimentatore ATX non c'é la presa di rete per i circuiti ausiliari ?
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 NON SUCCEDE NIENTE !
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 !
Che differenza c'é tra l'alimentatore AT e quello ATX ?
La tabella seguente riassume le differenze tra interruttore e presa ausiliaria negli alimentatori AT e ATX
| Componente | Alimentatore AT | Alimentatore ATX |
| Interruttore di rete | sempre presente | opzionale |
| collegato all' alimentatore | nel corpo dell' alimentatore | |
| Interruttore di accensione del sistema | lo stesso della rete | collegato alla mainboard |
| a due posizioni stabili (On-Off) | pulsante monostabile | |
| presenza della rete sui contatti | a bassa tensione | |
| Presa ausiliaria | solitamente é presente | puó essere presente |
| dipendente dall'interruttore di rete | se presente , é sempre sotto tensione | |
| Tensioni al sistema | presenti solo con interruttore su ON | sempre presente la tensione ausiliaria (5V) , anche a 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 |
Che cosa è 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 .
Cosa indica "low noise" su un alimentatore ?
Indica che la ventola di raffreddamento é controllata termostaticamente
Come e' fatto un 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 costituiti da una base su cui sono installabili due o più moduli. Questi moduli possono essere sostituiti dall' esterno , in modo molto semplice , senza aprire il case .I moduli funzionano uno in alternativa all' altro : nel caso in cui si verificasse un guasto ad una delle unità, la base comune commuta le unità rimanenti e non lascia mai il sistema senza alimentazione. Nello stesso tempo viene generato un segnale di allarma, solitamente sia acustico che visivo per avvertire l' utente del problema. I moduli possono essere inseriti ed estratti a sistema acceso (hot-swap) , per cui il guasto ad una unitá non comporta un fermo macchina .
Solitamente il sistema classico comprende due moduli; la potenza erogabile è quella del singolo modulo (non la somma delle potenze dei due moduli). Per sistemi più complessi esistono alimentatori costituiti da più moduli, ad esempio tre, in cui due sono attivi contemporaneamente ed il terzo funge da riserva nel caso di guasto di uno dei primi due; in questo caso la potenza complessiva è la somma delle potenze di due moduli (non di tre !).
Che cosa è il VRM ?
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Aggiornato il 12/03/03.