INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore del PC - Indice

Terminologia in breve

• DC - Direct Current (corrente continua - cc) :
  In un circuito in continua, la corrente scorre, costante nel tempo, in una direzione determinata dalla polarità della tensione applicata.
  
• AC - Alternate Current (corrente alternata - ac) :
  In un circuito in alternata, la tensione cambia polarità nel tempo secondo un ciclo determinato, detto periodo,   e, di conseguenza, la corrente inverte la sua direzione. La variazione nel tempo delle grandezze alternate è rappresentabile graficamente con una forma d' onda che, per la normale distribuzione elettrica, assume un andamento sinusoidale.
  
• Frequency (frequenza) :
  In un circuito in corrente alternata rappresenta quante volte al secondo viene ripetuto un ciclo . Si misura in hertz (Hz).
  
• Power Supply o PSU - Power Supply Unit (alimentatore) :
  Un dispositivo che fornisce le tensioni adatte ad alimentare un' altra apparecchiatura. Solitamente un alimentatore per apparecchiature elettroniche preleva l' energia dalla rete di distribuzione della corrente alternata, la riduce di valore, isolando l' utente. Può poi conevertirla in corrente continua, stabilizzandola e fornendo ulteriori protezioni.
  
• LPS - Linear Power Supply (alimentatore lineare) :
  Un tipo di alimentatore che utilizza un semiconduttore per stabilizzare la tensione in uscita attraverso una caduta di tensione, convertendo in calore l' energia in sovrappiù.
  
• SMPS - Switch Mode Power Supply (alimentatore a commutazione) :
  Un tipo di alimentatore che utilizza un sistema di commutazione per convertire un valore di tensione in un' altro. La variazione del tempo di commutazione, della frequenza o della fase consentono di regolare e stabilizzare la tensione di uscita. 
  
• Pwer (Potenza) :
  in prima battuta si distinguono i vari alimentatori per la potenza erogata. Si misura watt e indica quello che si può ottenere al massimo sul lato delle correnti continue, non il consumo dalla rete ! 
  In  particolare, poi, la potenza complessiva può essere suddivisa variamente su ogni ramo delle tensioni continue : l' etichetta riporterà per ogni tensione o combinazione di tensione, la massima potenza prelevabile.
  
• Voltage (tensione) :
  All' uscita dell' alimentatore sono disponibili varie tensione, secondo lo standard a cui appartiene. Queste tensioni sono isolate dalla rete ed il contatto con esse non è rischioso
  
• Current (Corrente) :
  per ogni tensione continua sarà disponibile una corrente massima, oltrepassata la quale, di solito, entra in funzione una protezione di sovra corrente che blocca l' alimentatore, per sicurezza.
  
• PFC : acronimo di Power Factor Correction ovvero correzione del fattore di potenza. Il fattore di potenza indica il rapporto tra potenza attiva e potenza apparente. Correggere il fattore di potenza, ovvero portandolo vicino al valore massimo, che è 1, si riduce la componente reattiva della potenza assorbita, riducendo la potenza complessiva prelevata dalla linea di alimentazione in corrente alternata. 
  Esistono due tecnologie : 
  - Passive PFC (PFC Passivo)
  La prima impiega induttanze avvolte su ferro per compensare la componente capacitiva del rettificatore iniziale. Dato che il valore dell' induttanza è fisso mentre il carico può essere variabile, si ottiene una compensazione media del fattore di potenza che sale attorno allo 0.7 ~ 0.8. Il costo e la complessità realizzativa di questa soluzione è minimo.
  - Active PFC (PFC Attivo)
  Il sistema attivo utilizza particolari circuiti integrati e transistor mosfet che, dinamicamente, correggono il fattore di potenza. Esistono varie tipologie di correzione attiva, tra l'altro anche abbastanza diverse tra di loro; in generale, data la dinamicità di questa soluzione, il fattore di potenza può essere corretto a valori molto vicini all' unità.
  
•  Low Noise (Basso Rumore): questa sigla indica che il progettista ha considerato la necessità di ridurre il rumore prodotto dalle ventole della circolazione dell' aria necessarie al raffreddamento dell' alimentatore; in genere viene dichiarato low noise un prodotto che genera meno di 30db. I prodotti very low noise o ultra low noise hanno rumorosità inferiore a 27dB o 25dB, mentre sono in commercio alimentatori che arrivano a soli 19dB(A). Solitamente la riduzione del  rumore si ottiene impiegando ventole a basso rumore, ventole a basso numero di giri, ventole di grande diametro e aggiungendo circuiti di regolazione della velocità in funzione della temperatura.
  
• Zero noise (Rumore Zero): un prodotto che non genera rumore, in quanto, solitamente, non ha ventole per il raffreddamento, che viene effettuato per altra via (convezione naturale, irraggiamento). La necessità di eliminare il raffreddamento ad aria forzata richiede soluzioni progettuali differenti dal normale, per ridurre la potenza persa in calore, ovvero aumentare il rendimento della conversione da alternata a continua. Di conseguenza, il costo di questi apparecchi è più elevato della media.
  
•  Dual fan (Doppia Ventola): o triple o quad fan; sempre per migliorare il raffreddamento, vengono realizzate soluzioni con due, tre e anche quattro ventole. Questo permette di spostare una massa di aria maggiore, di cui beneficia anche l' interno del case, pur mantenere do il rumore entro limiti accettabili.
  
• Big fan (Ventola Grande): al posto di numerose ventole, la tendenza attuale è quella di usarne una sola con grande diametro, da 12 o anche 14 centimetri (che è la misura massima che un alimentatore standard può ospitare). Questa consente di avere comunque una grossa massa di aria in movimento, ma mossa da una ventola a bassa velocità e quindi a rumore contenuto
  
• Smart fan : allo spegnimento del sistema, un circuito particolare utilizza la Vstby per mantenere in rotazione la ventola per qualche tempo; questo consente di rimuovere il calore che ancora permane nei componenti di potenza ed all' interno del case. Questa soluzione è pensata per i sistemi più caldi, dove allo spegnimento, l' arresto di tutte le ventole provoca un momentaneo e poco gradito innalzamento della temperatura.
  
• Separate 12v rails (Binari Separati) o Dual (Triple) +12V Output rails  (doppia o tripla uscita a +12V) : data la prevalenza della tensione a 12V, usata tanto le motorizzazioni quanto per generare le basse tensione del core della CPU o del processore video, diversi progettisti prevedono due o più sezioni separate per questa tensione. In tal modo si può alimentare in modo distinto mainboard e periferiche, senza il trasferirsi di disturbi o di instabilità dall' uno all' altro ramo, problema sentito dai componenti più sensibili come la CPU.
  
• SATA connector (Connettori SATA): oltre ai soliti connettori da quattro poli per periferiche da 5.25" e 3.5", l' alimentatore dispone di uno o più  connettori di alimentazione per gli hard disk dello standard SATA, il che evita l' uso, spesso scomodo, di adattatori appositi. Rispetto alla classica alimentazione dei 5.25", che contiene il +5 e il +12V, il connettore SATA prevede anche il +3.3V.
  
• ATX 2.xx: questa sigla indica che l'alimentatore risponde alla normativa indicata e può alimentare le schede madri che richiedono quel genere di prestazione
  
• Cable Sleeving o anche net tube : i cavi uscenti dall' alimentatore sono avvolti in guaine di nylon. Questo dà una migliore estetica al cablaggio e, tenendo i cavi strettamente raggruppati, offre una migliore estetica del cablaggio.
  
• Gold Plated : i connettori sono ricoperti con uno strato di oro ottenuto per elettrodeposizione. L' oro è un buon conduttore e non si ossida, per cui il contatto tra due superfici dorate è particolarmente buono
  
• PCI Express connector : indica la presenza di uno o più connettori a sei poli per le schede video PCI Express che richiedono una alimentazione separata, Si tratta di tre conduttori che portano la tensione di +12V (cavi gialli) ed i relativi ritorni comuni (cavi neri), che alimentano i VRM a bordo della scheda in quanto il suo elevato consumo rende impossibile l' alimentazione attraverso i contatti del connettore del bus.
  
• SLI / Crossfire ready : le configurazioni a due schede video (SLI o Crossfire) creano parecchi problemi di alimentazione, sopratutto quando la corrente richiesta dalle schede è elevata; una coppia di schede video ad alte prestazioni può facilmente consumare una potenza doppia di quella della CPU. La tensione di alimentazione è il ramo a +12V e se l' alimentatore non è previsto per questa situazione si possono verificare sovraccarichi o inneschi che bloccano l' alimentatore stesso. L' aggettivo "ready" sta ad indicare che il costruttore ha tenuto conto di queste esigenze nella progettazione. Sul sito di ATI sono disponibili informazioni approfondite.
  
• Honey comb : letteralmente nido d' ape, si riferisce alla particolare lavorazione della lamiera del contenitore dell' alimentatore, principalmente sul lato che si affaccia sul retro dello chassis; la lavorazione ad esagoni tipo alveare, permette di ottenere la massima superficie libera per il passaggio dell'aria, impedendo nello stesso tempo l' accesso alle parti interne sotto tensione.
  
• EMI - Electromagnetic interference (Interferenze elettromagnetiche) :
  Riguarda il rumore elettromagnetico generato da una apparecchiatura e che si riflette su altre apparecchiature vicine, con la possibilità di disturbarne il funzionamento. Per quanto concerne gli alimentatori, una parte consistente, che viene trasmessa sulla rete di alimentazione, è arrestata da opportuni sistemi di filtraggio interni all' alimentatore stesso. Un' altra parte viene irradiata nello spazio attorno all' apparecchio ed è limitata dal contenitore metallico collegato a terra, che funge da schermo. Negli Stati Uniti un particolare organo governativo, la FCC, fissa le normative sui limiti di queste emissioni e fornisce certificazioni  obbligatorie con il suo marchio; altrettanto in Europa sono state stabilite norme analoghe (Compatibilità Elettromagnetica).
  
• Load Regulation (regolazione del carico) :
  La variazione del carico produce una variazione della corrente e quindi richiede che il sistema di alimentazione adegui la tensione prodotta alla nuova esigenza. Solitamente la regolazione del carico è indicata come valore percentuale della variazione della tensione di uscita, rispetto al valore nominale, per una variazione del carico dal minimo al massimo. Quanto minore è questo valore, tanto migliore è la regolazione.
  
• Line Regulation (Regolazione della linea) :
  Una variazione della tensione di alimentazione sulla linea a corrente alternata si riflette in una variazione sul delle tensioni in uscita. Solitamente la regolazione del carico è indicata come valore percentuale della variazione della tensione di uscita, rispetto al valore nominale, per una variazione della tensione di linea dal minimo al massimo dichiarati. Quanto minore è questo valore, tanto migliore è la regolazione.
  
• Transient Response (risposta ai transitori) :
  Se il carico varia, il sistema di regolazione deve intervenire per ripristinare il corretto valore della tensione.  Particolare importanza ricoprono le variazioni improvvise del carico, tipiche dei circuiti digitali che lavorano a frequenze elevate (= tempi brevi); per ragioni di stabilità, la risposta alla variazione non può essere istantanea, ma richiede un certo tempo a seconda di come è realizzato lo schema dell' alimentatore.
  Transient response indica appunto il tempo richiesto perchè la tensione di uscita ritorni al valore nominale dopo una improvvisa variazione del carico del 50%. Un breve tempo di risposta indica che il sistema di controllo dell' alimentatore è in grado di rispondere velocemente alle variazioni del carico.
  
• Ripple (ondulazione):
  Raddrizzando una corrente alternata, una parte dell' ondulazione rimane sovrapposta alla corrente continua; questo può essere poco gradito ai circuiti alimentati. Il ripple solitamente è espresso in mV (millivolt) picco-picco (peak to peak) oppure in percentuale sul valore nominale della tensione continua.  Quanto maggiore sarà la percentuale di ondulazione residua, tanto peggiore sarà la qualità della corrente continua. 
  
• Hold-up time (tempo di mantenimento):
  Indica il tempo in cui, dopo la mancanza della tensione di rete, l' alimentatore riesce a fornire ancora tensione in modo regolare. Questo tempo serve a compensare le micro interruzioni che affliggono la rete, ad esempio a causa di manovre sulle linee ad alta tensione. 
  
• Power good :
  E' un segnale che informa la scheda madre del buon funzionamento dell' alimentatore. Agisce sul reset del sistema.
  
• OVP Over Voltage Protection :
  E' un circuito che blocca l' alimentatore se una o più tensioni si trovano oltre il valore massimo ammissibile.
  
• UVP Under Voltage Protection :
  E' un circuito che blocca l' alimentatore se una o più tensioni si trovano al di sotto del valore minimo ammissibile.
  
• OCP - Over Current Protection :
  E' un circuito che protegge l' alimentatore quando la corrente tende a superare i valori massimi consentiti.
  
• OLP - Over Load Protection :
  Simile al precedente, protegge l' alimentatore da una eccessiva richiesta di potenza sul carico.
  
• Latch-mode (modo a serratura) :
  Quando si verificano condizioni anormali ed entrano in funzione le protezioni, queste, per la massima sicurezza dell' utente e dell' apparecchiatura, bloccano completamente il funzionamento dell' alimentatore. Per ripristinarlo occorre, dopo aver rimosso le cause del problema, staccare la tensione di rete per almeno 1 minuto; solo dopo questo sarà possibile riavviare l' alimentatore
  
• Approvazioni (Approval) :
  UL, CSA, TUV ed altri sono organi governativi o privati che conducono test sull' aderenza di un prodotto alle normative che lo riguardano, come ad esempio i vari aspetti della sicurezza e della qualità.
  Anche costruttori di processori o altro hardware possono certificare con il loro logo la conformità dell' alimentatore alle richieste di potenza dei loro prodotti.
  
• Operating Temperature (Temperatura Operativa) :
  Il campo di temperatura in cui l' alimentatore può operare con sicurezza.
  
• MTBF - Mean Time Between Failure (Tempo medio prima del guasto):
  Questo parametro misura l' affidabilità (statistica) di un prodotto, dichiarando dopo quante ore di lavoro, mediamente, si può verificare un difetto. Più il numero delle ore è alto, maggiore è l' affidabilità dell' apparecchio; solitamente si tratta di valori dell' ordine delle decine o centinaia di migliaia di ore (50.000 ore = circa 5 anni) .  Assieme al valore di MTBF sono indicate le condizioni per cui quel valore è valido; variando le condizioni il valore può variare (ad esempio l' aumento della temperatura riduce l' MTBF). Esistono normative specifiche per questo genere di valutazione; in genere la più usata per gli alimentatori è MIL-HDBK-217.