INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX 3.3V

3.3V

Come già accennato, 3.3V è una delle tensioni più importanti in quanto da essa dipendono gran parte delle funzioni logiche del sistema.

Anche in questo caso, sempre in un primo tempo, la tensione è stata prodotta con un sub assembly aggiunto allo schema base, senza modificarli; poi, aumentando la sua importanza, è stata integrata nel progetto complessivo dell' alimentatore.

Abbiamo detto che ATX ha qualche tensione in più di AT, ma essenzialmente si tratta di una bassa tensione (+3.3V) con una discreta possibilità di corrente, mentre le altre sono le medesime.
Lo scopo di questa aggiunta è quello di alimentare le CPU e i circuiti collegati che, operando a velocità sempre maggiori, necessitano di essere realizzate in spessori di silicio sempre più ridotti ed in corrispondenza, tensione sempre più basse. 

Sugli schemi semplificati proposti continuano ad apparire solo il +5V e il +12V anche se le tensioni tipiche di ATX sono sei, facilmente identificabili perchè si è mantenuto (incredibile !) lo standard accettato dalla stragrande maggioranza dei costruttori per il colore dei cavi corrispondenti :

•  + 5V, colore tipico del cavo : rosso

•  + 12V, colore tipico del cavo : giallo

•  + 3.3V, colore tipico del cavo : arancio

•  - 5 V, colore tipico del cavo : bianco

•  - 12 V, colore tipico del cavo : blu

•  + 5 Vstby , colore tipico del cavo : viola

Sullo schema semplificato sono riportate solo il +5V e il +12V per semplicità, ma anche perchè queste sono le tensioni primarie, ovvero quelle essenziali e su cui si concentra la potenza del complesso, oltre che il feedback di stabilizzazione. Le altre sono tensioni "ausiliarie".
Tanto che, inizialmente, la tensione +3.3V era anch'essa una patch come la Vstby, ovvero un sotto circuito aggiunto alla base AT pre esistente.

Nella figura a alto, un modulo che converte il +12V (cavo giallo) nel +3.3V (cavi arancio). Si tratta di uno switching mono transistor, del tutto analogo ai primi schemi presentati nella trattazione teorica. Si notano la grossa bobina toroidale e i condensatori che formano il gruppo LC di spianamento della tensione continua. Il controller PWM è l' integrato UC3842; transistor e diodi non sono visibili perchè posizionati sull' altro lato del radiatore di calore n alluminio. Questo modulo era fissato al coperchio di un alimentatore AT così modificato per diventare ATX.

Similmente alla Vstby, anche la generazione del 3.3V è passata in breve tempo da una patch ad una funzione del circuito stampato principale. In buona parte degli alimentatori ATX il 3.3V viene prodotto derivandolo dal 5V con uno speciale schema detto a bobina saturata (saturated choke) che sfrutta il ciclo B-H praticamente rettangolare di una bobina speciale che, all' atto pratico, funziona come uno stabilizzato magnetico. 

Uno schema classico è il seguente : la tensione è prelevata dallo stesso secondario che viene usato per il +5V e che quindi dovrà erogare sia la corrente relativa al carico sul +5 che quella sul +3.3V; però è raddrizzata da una coppia di diodi separata, dopo che è passata nella bobina L3/L3a, che è quella di controllo. L' iniezione di una corrente continua di basso valore, derivata da un circuito di riferimento, consente di mantenere stabile il valore della tensione in uscita. Una parte della tensione di riferimento è derivata dall' uscita stabilizzata del +5V in modo da completare l' anello di controllo.

Prima dell' uscita, un filtro doppio LC (rettangolo blu) , con condensatori di grosso valore, elimina il ripple. Da notare che, per la stabilità, la R20 costituisce un carico minimo di circa 500mA. Si deve continuare a sottolineare la necessità di avere un carico minimo sull' alimentatore switch mode in quanto, come vediamo, la regolazione e la stabilizzazione delle tensioni delle tensioni in uscita, governate da un unico PWM, è demandata a sofisticati sistemi magnetici che sono interdipendenti e possono trovarsi in situazioni critiche nel caso di forte squilibrio sui vari rami, sia per eccesso di carico, ma anche per mancanza di carico, col risultato di produrre valori al di fuori delle percentuali ammesse, se non a danneggiarsi in modo grave.

In questo circuito, la stabilità del 3.3V dipende da quella del 5V, che resta la tensione di riferimento principale. Questo permette una realizzazione economica, ma non ottimale quando la corrente richiesta sul 3.3V diventa sensibilmente grande.