INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX Regolatore lineare

Proprio per rendersi conto di cosa comporta l' applicazione di un sistema lineare per trattare grandi potenze, vediamo un caso pratico.
Se la gran parte dei regolatori lineari riguarda potenze limitate da pochi watt a decine di watt, non è certo detto che con se ne possano trattare dell' ordine di svariate centinaia di watt. Ovviamente ci saranno complicazioni realizzative a scapito del costo e delle dimensioni.

Delle dimensioni ? Certamente perchè va considerato un altro fatto : il trasformatore che riduce la tensione richiede materiale magnetico il cui peso e volume cresce in modo inversamente proporzionale alla frequenza; alla frequenza di rete di 50 o 60 Hz (non fa molta differenza), un trasformatore classico, con il nucleo a EI in lamierini orientati da un centinaio di watt è di circa 90 x 70 x 80 mm con un peso di un chilo e mezzo o due. Un moderno (e molto più costoso!) trasformatore toroidale da 300W ha dimensioni 125 x 65 mm e pesa 3 kg circa.
Nella realizzazione pratica, poi, bisogna tenere conto di numerosi altri fattori e il risultato è che se voglio ottenere grandi potenze da un regolatore lineare, le sue dimensioni crescono in modo sorprendente.

Nella foto a lato, la vista di un alimentatore "computer grade" , ovvero progettato per l' uso in apparati di calcolo che devono rispondere a normative di affidabilità molto elevate. E' del tipo lineare e produce 5V con 14 A partendo dalla rete a 230V. A fianco un hard disk da 3.5" da l' idea delle dimensioni dell' oggetto, che pesa attorno ai 10 kg. Da notare l'aletta di grandi dimensioni che raffredda 4 transistor di potenza applicati sopra di essa. Il tutto è previsto per essere inserito in una circolazione di aria forzata prodotta da una ventola tangenziale.

Lo stesso apparecchio visto da sotto. Metà circa del volume è occupato dal trasformatore, che si vede parzialmente a destra. Al centro, su un montante in alluminio anodizzato nero, sono fissati i due diodi raddrizzatori (i cui anodi sono collegati da un cavo rosso). Alla sinistra si notano bene i due giganteschi condensatori cilindrici "computer grade" del filtraggio. Nell' angolo in alto a sinistra si vede, montato su una squadretta, il diodo controllato (SCR) della protezione contro le sovratensioni (OVP). Il circuito di regolazione vero e proprio non è visibile perchè si trova nascosto dietro i condensatori.

Ora, una corrente di 14A sulla linea 5V è una prestazioni più che normale per un alimentatore PC, di cui tutti conosciamo dimensioni e peso e che può erogare potenze 6 volte maggiori di quelle del lineare nelle foto, oltre a generare altre 4 o 5 tensioni,  pur occupando un volume molto più piccolo, con un peso molto minore e meno calore prodotto (rendimento maggiore).

La soluzione lineare è sempre valida ed utilizzata, ma, se all' epoca della realizzazione del modello nelle foto un circuito differente presentava problemi costruttivi, sia per i componenti che per i costi di realizzazione , attualmente le cose si sono invertite e l' approccio lineare viene oggi principalmente applicato alle piccole potenze, dove calore e potenza persa possono essere gestiti ragionevolmente all' interno di apparecchiature standard.

Per tutte le altre applicazioni sono state sviluppate altre tecnologie.