INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX Switching mode

Lo switching

E' da discreto tempo che si è introdotta una diversa tipologia di regolatori e stabilizzatori : la modalità a commutazione (switching mode).

Non si tratta di un argomento semplice da affrontare, ma ugualmente cerchiamo di dare un cenno del principio generale di funzionamento.

Supponiamo di avere il circuito in figura.

In serie ad una lampada, poniamo un interruttore.  Se l' interruttore è aperto, la lampada è spenta (off).  Se è chiuso, la lampada è accesa (on).

Ora, sappiamo che il filamento della lampadina non si raffredda istantaneamente, ma conserva per un minimo tempo una temperatura elevata (inerzia termica), tanto che può essere alimentato in corrente alternata (che si azzera ad ogni ciclo) senza che percepiamo alcuna variazione di luminosità : basta che il passaggio per il valore zero avvenga con una frequenza sufficientemente grande.  
Per far capire meglio, possiamo anche fare riferimento al fatto vagamente analogo che il nostro occhio non è in grado di percepire o non è in grado di percepire variazioni di frequenza superiore ad un certo valore e per questo la sequenza dei fotogrammi di una pellicola o dei quadri dell' immagine televisiva ci sembrano movimento.

Pensiamo ora di accendere la lampada, chiudendo l' interruttore, poi subito riaprirlo e così via : la lampada sarà alimentata per un breve tempo e non alimentata per un altro breve tempo. Il filamento diventerà caldo e luminoso quando la lampada è alimentata e si raffredderà quando no lo è ; variando la velocità con cui faccio scattare l' interruttore, posso far si che il filamento mantenga una temperatura media al di sotto di quella che avrebbe se fosse sempre alimentato. Ad una temperatura minore corrisponde una luminosità minore; così posso variare la luminosità della lampada sfruttandone l' inerzia termica con una opportuna calibrazione dei tempi di on e di off.
Se l' interruttore è sempre chiuso, la luminosità è massima; se è sempre aperto, la lampada è spenta. Tutte le combinazioni intermedie di aperto-e-chiuso (off-on) daranno luminosità differenti.

Ovviamente devo azionare l' interruttore con estrema precisione di tempi e numerose volte al secondo, cosa che certamente non posso fare a mano, ma anche qui posso farmi aiutare dall' elettronica.

Per chi non avesse ancora afferrato il principio, possiamo fare un altro esempio : immaginiamo di avere un rubinetto e di dover riempire una vasca. A seconda di come apro il rubinetto, la quantità di acqua che scorre varierà e ci vorrà più o meno tempo per riempire la vasca. Supponiamo ora che la vasca abbia uno scarico che porta via una certa quantità di acqua : devo regolare l' afflusso in modo che la vasca sia sempre ad un livello costante. Allora basterà regolare il rubinetto in modo che la quantità di acqua che entra sia uguale a quella che esce; se esce più acqua, apro di più il rubinetto e se ne esce di meno, lo chiudo maggiormente. 
Una regolazione del genere è di tipo lineare, in quanto posso aprire il rubinetto in qualsiasi posizione dal massimo al minimo.

Ma posso regolare anche l' afflusso dell' acqua in un altro modo. 
Supponiamo di lasciare aperto al massimo il rubinetto e di chiuderlo con un dito. Se lo chiudo l' acqua non passa, se tolgo il dito, l' acqua passa. Ora, chiudendo e aprendo con la giusta cadenza l' accesso all' acqua posso fare si che la quantità che entra in un certo tempo sia uguale a quella che esce nello stesso tempo e mantenere il livello costante esattamente come nel caso precedente.

Ovviamente ci sarà chi potrà protestare dicendo che, all' atto pratico, non è una cosa molto sensata da fare per riempire una vasca : non ci sarebbe vantaggio dallo stare li a chiudere e aprire il rubinetto a mano lo stesso rubinetto che, se regolato, fa da solo la giusta funzione. Però questo è solo un esempio e , a pensarci con cura, qualche vantaggio viene in mente, ad esempio il rubinetto viene grandemente semplificato in quanto serve solo che sia chiuso o aperto e non serve alcuna apertura intermedia; se poi pensiamo di demandare ad un automatismo il compito dell' apri-e-chiudi, la cosa non è poi tanto bizzarra.