INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX OCP-OVP

Le Protezioni

Abbiamo detto che, in genere, nel progetto base dell' alimentatore, possono essere comprese alcune funzioni di sicurezza. Le principali sono :

OVP : Over Voltage Protection, protezione contro la sovra tensione. Questa funzione tiene sotto controllo lo stato di uno o più rami della bassa tensione e blocca l' alimentatore nel caso in cui i valori rilevati fossero maggiori di quelli limite. Normalmente si tratta di verificare il +5V e/o il 3.3V con un comparatore che scatta al superamento del valore nominale massimo e arresta il controller del PWM.
La condizione di sovra tensione è un fatto piuttosto grave, in quanto mette a rischio i componenti elettronici collegati. Non è normalmente fatto comune, a meno di un malfunzionamento dell' alimentatore. Per questo motivo, in genere la protezione OVP blocca l' alimentatore in modo tale che si richiede di scollegarlo dalla rete e ricollegarlo per ripristinarne il funzionamento.

Le specifiche ATX2.01 consigliano di progettare i sistemi di protezione separati da quelli di regolazione, in modo che una condizione anormale non si rifletta in un errato valore delle tensioni di uscita che avrebbe come conseguenza il danneggiamento dei componenti del sistema collegati all' alimentatore. Inoltre si consiglia di disporre i sistemi di protezione in modo tale da operare in latch-mode, ovvero da bloccare il funzionamento dell' intero alimentatore.
A seguito di questo blocco, l' alimentatore non può riprendere a funzionare se non è stato staccato dalla rete per almeno 1 secondo. 

La protezione OVP ha come sua controparte quella UVP, Under Voltage Protection, ovvero una protezione di sotto tensione, che interviene se il valore scende al disotto di un minimo prefissato.

La tabella dei punti limite consigliati è la seguente :

Si può obbiettare che questi limiti sono abbastanza ampi, in alcuni casi oltre le percentuali indicate dai costruttori per le tensioni di lavoro dei circuiti integrati. Però quanto indicato nei data sheets sono valori tipici ed è molto probabile che il componente possa resistere per un certo tempo anche con tensioni maggiori senza subire alcun danno.
Questa considerazione, però, non autorizza ad incrementare deliberatamente le tensioni di uscita dell' alimentatore per sostenere le situazioni limite dell' overclock, in quanto il rischio di danno è presente quanto maggiore è la distanza da quanto indica il costruttore nelle sue specifiche. 

OCP : Over Current Protection, protezione di sovra corrente. Come quella precedente, questa protezione tiene sotto controllo il valore della corrente su uno o più rami della bassa tensione e blocca il funzionamento del PWM quando sia superato un valore limite prefissato.  Lo scopo è quello di salvaguardare i componenti interni all' alimentatore nel caso di corto circuiti sulle uscite. Solitamente questa protezione opera con il blocco completo dell' alimentatore come per l' OVP.

Le specifiche ATX2.01 indicano come condizione di corto circuito una situazione di carico uguale o inferiore a 0,1 ohm e consigliano di progettare i sistemi di protezione da sovra corrente separati per i vari rami +12V ,+ 5V e +3.3V; se +12V ha diversi rami, ognuno dovrebbe avere la sua protezione. Inoltre, anche un corto circuito sulle tensioni negative dovrebbe arrestare l' alimentatore. L' energia disponibile durante il corto circuito non dovrebbe superare i 240VA, secondo IEC60950, per evitare rischi di incendio o esplosione di componenti.

OLP : Over Load Protection, protezione di sovraccarico. Data la possibilità che le diverse tipologie del carico possano caricare in modo irregolare l' alimentatore, in alcune soluzioni costruttive viene inserita una protezione che limita la potenza massima erogabile ed impedisce quindi che i semiconduttori contenuti nell' alimentatore vadano oltre la loro area di funzionamento di sicurezza (SOAR - Safety Operation ARea).

OTP : Over Thermal Protection, protezione di sovra temperatura. Il calore è un grave nemico per i semiconduttori; già l' alimentatore prevede una ventola controllata termicamente per il raffreddamento forzato, ma è possibile aggiungere una ulteriore protezione che blocchi l' alimentatore nel caso in cui la temperatura interna superi i limiti di sicurezza, ad esempio per guasto della ventola o sovraccarico o otturazione dei fori per la circolazione dell' aria.

Le specifiche ATX2.01 rilevano chiaramente come una sovra temperatura interna all' alimentatore possa essere causata, in condizioni normali, solo da un sovraccarico o da una insufficiente circolazione dell' aria e  consigliano di progettare una protezione con effetto latch-mode come per la corrente e la tensione oppure fornirla di una isteresi per evitare dannose intermittenze.  

Come già detto, quando entrano in funzione le protezioni, la conseguenza scelta da buona parte dei costruttori è lo spegnimento dell' alimentatore, in quanto viene bloccato, per sicurezza, lo switch primario ed è necessario, per riavviarlo, cancellare la "memoria" del guasto. Per questo occorre scollegare l' alimentatore dalla rete dalla rete per il breve tempo di scarica dei condensatori (1 secondo o più) e poi ricollegarlo (dopo aver eliminato le cause dell' intervento della protezione, si intende...).

Quindi, se l' alimentatore improvvisamente si blocca e, staccato dal circuito, si riavvia normalmente solo dopo che il cavo di rete è stato scollegato e poi ripristinato, questo indica molto probabilmente l' intervento di una delle protezioni interne.