L`alimentatore

L’Alimentatore L' energia elettrica é distribuita sotto forma di corrente alternata a bassa tensione . In Europa questo valore é generalmente di 220 volt con una frequenza di 50Hz , mentre negli USA é 115 volt a 60Hz. I circuiti elettronici invece : 

funzionano a bassissima tensione (al di sotto dei 15 volt ) ed in corrente continua.



richiedono valori molto stretti nelle tolleranze delle tensioni e mal sopportano variazioni superiori ad un 5 o 10% , limiti oltre i quali possono danneggiarsi irreparabilmente .



mal sopportano disturbi e rumori elettrici sovrapposti alla tensione di alimentazione

Tutto l'opposto della rete che é soggetta a sbalzi di tensione , fluttuazioni del valore standard anche del 20% , rumori e disturbi di ogni genere , causati dalle varie utenze collegate , oltre alle sovratensioni ed ai transitori generati da manovre sulle linee ad alta tensione , temporali , ecc. Occorre quindi un dispositivo che : 

abbassi la tensione ai valori tipici richiesti dai circuiti elettronici (da 3 a 12 volt)



trasformi la corrente alternata in continua



stabilizzi i valori con tolleranze ristrette



elimini quanto possibile i disturbi presenti sulla rete

L' alimentatore svolge tutte queste funzioni . Si tratta di un circuito elettronico "di potenza " , ovvero in grado di trattare una certa quantitá di energia , che preleva dalla rete ed adatta alle esigenze dell' elettronica digitale. Non si tratta di circuiti molto complessi , ma neanche molto semplici , perché ogni qual volta si abbia a che fare con conversione di energia , il rendimento diventa importante. Rendimento , in questo caso , significa quanta parte dell'energia va persa durante la conversione , ovviamente per la maggior parte sotto forma di calore ; ed é noto che uno dei nemici maggiori dei componenti elettronici é il calore (oltre al fatto che , minimizzando le perdite , si ottiene un risparmio energetico). L'alimentatore del PC , quindi , si basa sul sistema a commutazione (in inglese switching o switch mode) che opera in modo apparentemente complesso , ovvero : 

preleva l'energia dalla rete e filtra i disturbi



la trasforma in corrente continua



che alimenta un circuito oscillatore ad alta frequenza (diversi kilohertz o decine di kilohertz) , che effettua la riduzione e la stabilizzazione



dopo di che la corrente alternata ad alta frequenza viene trasformata in continua ed é pronta per l'uso

Questo sistema consente di convertire le potenze richieste dal PC (da 200 watt in su) con un rendimento elevato (quindi con basse perdite) e con trasformatori di piccole dimensioni (costi bassi ed ingombri limitati). In ogni caso una certa quantitá di energia va persa durante la conversione e l'alimentatore genera una certa quantitá di calore che deve essere dissipata nell' ambiente per evitare danni ai componenti dell' alimentatore stesso. Per questo lo standard del PC prevede una ventola che , dall'interno dell'alimentatore , fa circolare un flusso di aria sufficiente al raffreddamento delle parti interne (oltre a movimentare l'aria nello châssis). In genere bisogna seguire delle precauzioni

per l'uso degli alimentatori e

prcisamente: 

Osservare la posizione del cambiatensione sulle unitá prima di collegare il sistema alla rete , in quanto , essendo materiale proveniente da altri paesi , con tensioni di rete differenti , é possibile che sia selezionata la tensione di 115V. L'inserimento sulla rete a 220V in queste condizioni provoca immediati e gravissimi danni all'alimentatore e fa decadere la Garanzia .



Non collegare alla presa ausiliaria carichi particolarmente "pesanti ", specialmente monitor oltre i 15" o stampanti laser . La corrente di spunto di

questi

dispositivi

potrebbe

accorciare

sensibilmente

la

via

dell'interruttore. 

Verificare la presenza di una terra di buona qualitá nell'impianto elettrico a

cui

é

collegato

l'alimentatore.

NON

UTILIZZATE

QUESTO

DISPOSITIVO SE NON É COLLEGATO A TERRA . 

NON

ACCENDETE

L'ALIMENTATORE

SENZA

UN

CARICO

COLLEGATO. Si tratta di un circuito switching che potrebbe essere danneggiato da un funzionamento a vuoto. Nel caso in cui fosse necessario verificare il funzionamento dell' alimentatore , COLLEGARE SEMPRE UN CARICO ADEGUATO , ad es. hard disk o mainboard. 

Non cortocircuitare le uscite dell' alimentatore : questo dispositivo é previsto per fornire correnti molto elevate che , fino a quando non interviene la protezione interna , possono raggiungere picchi di centinaia di ampere , con possibili seri danni alle apparecchiature collegate , ai cavi e all'alimentatore stesso .



Premendo l'interruttore di rete posto sul retro dell' alimentatore ATX NON SUCCEDE NIENTE ! O meglio : si attiva solo la parte dell'alimentazione

di servizio . La ventola ( e le tensioni principali) si avvieranno solo alla chiusura del contatto di Power On sulla mainboard . 

L' alimentatore contiene circuiti elettronici operanti a tensione di rete ; NON aprire gli involucri metallici perché questo , oltre ad annullare la Garanzia , espone ad una situazione di pericolo .



L' alimentatore non contiene alcun componente manutenzionabile dall'Utente . In caso di guasto , inviare al Centro di Assistenza senza tentare alcun intervento improvvisato .

l'alimentatore AT - In passato sono state implementate varie forme , dipendenti dal tipo di case ; attualmente un solo formato e' diventato standard per tutti i tipi. Le potenze commerciali sono 200/230/250/300W . Sono evidenziate le parti essenziali : 

Presa di rete : una spina DIN a cui va collegato il cavo di alimentazione verso la rete 220V . La presa di energia deve essere dotata di terra .



Cambiatensione : se presente , consente di commutare il funzionamento per reti a 110V (USA) o 220V (Europa) . OSSERVARNE la corretta posizione ., prima di dare corrente !!!



Presa ausiliaria : una presa DIN a cui puó essere collegato un apparecchio che verrà acceso assieme al PC con l' interruttore dell' alimentatore . Si consiglia di collegare solo carichi di piccola potenza ( ad es. monitor non superiori a 15") onde non abbreviare la vita dell' interruttore stesso .



Interruttore di rete : a due vie , accende e spegne il PC ed il carico collegato alla presa ausiliaria



Cavo di terra : é presente in tutti gli alimentatori di qualitá , conformi alle norme CE e di sicurezza . Va collegato al telaio metallico del case , nei pressi dell'interruttore .



Connettori per I/O : sono disponibili diversi connettori per dischi , floppy , CD-ROM e per la mainboard .



Ventola : una ventola interna produce un flusso di aria per il raffreddamento dell' alimentatore e del case . In alcuni modelli (low-noise , ventola a controllo termostatico) la velocità della ventola é regolata da un controllo termostatico in funzione della temperatura dell'aria . Nel caso di componenti molto "caldi " , ad es. grossi hdd , masterizzatori o schede video , puó essere opportuno installare nel case altre ventole ausiliarie per ottenere una circolazione d' aria adeguata .



Tabella delle caratteristiche : riporta i dati di massima dell'alimentatore .

L' alimentatore é una delle parti vitali del PC e deve essere affidabile e sicuro . Componenti di qualitá scadente possono essere causa di arresti , o peggio , di guasti , anche gravi , all' intero sistema . In generale l' alimentatore é protetto contro i cortocircuiti con un sistema elettronico ; inoltre dispone anche di un

fusibile interno . L'alimentatore é un circuito di una certa complessità ; in caso di guasti non va aperto , sia per il decadere della garanzia , sia perché la sua riparazione richiede personale specializzato , sia per il pericolo dovuto al contatto accidentale con parti sotto tensione di rete . il connettore di alimentazione della mainboard - Esistono due standard principali : - AT o PS/2 : è quello comune alle mainboard commerciali . Il connettore fissato alla mainboard è del tipo AMP , maschio a 12 poli ; dall’alimentatore arrivano due gruppi di cavi che con due femmine a 6 poli , del tipo AMP. Il colore dei cavi è (fortunatamente) standardizzato. I connettori femmina vanno installati con i cavi neri accostati al centro del connettore maschio . In genere le tensioni sono piuttosto precise e possono essere verificate con un comune multimetro . Il segnale power good identifica la condizione di corretto funzionamento dell’alimentatore ed è necessario ai circuiti della mainboard per lavorare correttamente

.

- ATX : è il nuovo standard per le schede ATX . Utilizza un connettore AMP a 20 poli e prevede la possibilità di accensione e spegnimento del sistema da comando software . Poiché ancora adesso esistono problemi nel reperimento degli alimentatori ATX , molti fabbricatori hanno dotato le loro mainboard ATX di un doppio connettore di alimentazione che le rende compatibili con tutti e due gli standard di alimentazione . Rispetto al connettore AT , ATX dispone di un numero maggiore di pin , tra cui quello di PS-ON per il controllo remoto dell'alimentatore . Il connettore di alimentazione ATX non puó essere inserito in modo errato perché é dotato di una polarizzazione . L'alimentatore ATX - La struttura dello standard ATX per quanto riguarda l'alimentazione é il seguente : 

l' alimentatore dispone di un pin di Remote Power On (PS-ON nel disegno)



l' alimentatore fornisce sempre , anche in posizione di riposo , una tensione di base alla mainboard (+5V SB)

La mainboard ha un jumper di Power On : chiudendo con un contatto momentaneo(pulsante normalmente aperto) i pin di questo jumper sulla mainboard , la situazione dell'alimentatore viene commutata : se era in posizione di riposo , vengono erogate tutte le tensioni ed il PC si attiva ; se era attivato ,viene portato in posizione di riposo. Siccome per funzionare questo circuito richiede che una tensione sia sempre presente sulla mainboard , é inserito un interruttore bipolare all'interno dell'alimentatore per separarlo dalla rete in modo definito. La prima sequenza di accensione é la seguente : 1. portare su ON l'interruttore di rete dell'alimentatore 2. premere per un breve periodo il pulsante di on/off posto sul case e collegato ai pin Power On della mainboard

3. il PC si avvia ; se non fosse cosí verificare l' interruttore di on/off posto sull'alimentatore (se presente) oppure il cablaggio del sistema 4. premere ancora il pulsante e mantenerlo premuto per almeno 4 secondi : il PC si spegne 5. una successiva pressione del pulsante riavvierà il sistema Inoltre : 

Il sistema ATX deve essere avviato con la chiusura dei contatti di PW_ON sulla mainboard . L'interruttore di rete é previsto solo per isolare il sistema dalla rete .



Non occorre commutare l'interruttore di rete sull'alimentatore , se non per motivi di sicurezza , come ad es. per inutilizzo prolungato oppure durante una attivitá di servizio all'interno del case .



L'interruttore di rete posto sull' alimentatore non va utilizzato se si vuole usufruire delle prestazioni ACPI/PC97/PC98 che dipendono dalla presenza della tensione +5V SB . L'interruttore di rete posto sull' alimentatore sospende completamente l' energia al sistema e cancella eventuali impostazioni particolari relative alla gestione delle sequenze di accensione .

Da osservare che : 

per la cancellazione del contenuto della RAM CMOS occorre staccare il PC dalla rete o spegnere l' interruttore di rete perché lo spegnimento effettuato con il pulsante frontale del case non interrompe la tensione presente sulla mainboard .



per qualsiasi intervento sull' hardware del PC occorre staccare il PC dalla rete o spegnere l' interruttore di rete per evitare la presenza della tensione ausiliaria che potrebbe creare gravi danni togliendo o inserendo schede , CPU , Ram , cavi , ecc.

Differenza tra alimentatore AT e ATX - Il formato AT deriva dalle dimensioni meccaniche del PC originale IBM AT . Lo standard ATX é stato recentemente introdotto per migliorare alcune caratteristiche e risolvere alcuni problemi . La tabella seguente raccoglie le differenze principali :

Alimentatore AT

Alimentatore ATX

Utilizzabile su

Utilizzabile su mainboard standard ATX , ma anche AT

mainboard standard AT . 2 connettori a 6 poli

1 connettore a 20 poli

Tensioni fornite :

Tensioni fornite : +5V / -5V /+12V / -12V / -5V / +3.3V

+5V / -5V /+12V / 12V / -5V

Nessuna tensione è

Con l'alimentatore connesso alla rete , anche a sistema inattivo , é presente

presente se l'

una tensione ausiliaria di +5V , necessaria per le funzioni ATX avanzate .

interruttore di rete é su Off L' alimentazione

L'alimentazione é sospesa con un pulsante a bassa tensione che agisce sulla

viene interrotta con

mainboard (l'alimentatore ATX fornisce una tensione ausiliaria anche a sistema

un interruttore di

spento . La tensione ausiliaria é esclusa solo con interruttore di rete su Off o

rete , sempre

con cavo di rete scollegato) .

presente . _

L'interruttore di rete puó non essere presente . Con la presenza di una tensione ausiliaria é possibile disporre di nuove possibilitá di controllo

Sull' alimentatore AT é disponibile una presa di servizio commutata dall'

Sull' alimentatore ATX non é disponibile la presa ausiliaria commutata

interruttore principale Potenze tipiche da 100 a 600W

Potenze tipiche da 200 a 300W

La ventola dell'alimentatore AT aspira aria dall'

La ventola dell'alimentatore ATX aspira aria dall' esterno dello châssis e la

interno dello châssis

soffia verso l' area della mainboard

e la soffia verso l'esterno

Sull' alimentatore ATX non é presente la presa ausiliaria che si trova normalmente sugli alimentatori AT . Nella struttura dell'alimentatore AT-PS/2 l'accensione e lo spegnimento sono effettuati con un interruttore bistabile , che interrompe la tensione di rete , sia verso l'alimentatore che verso la presa ausiliaria , che si trova quindi in parallelo all' ingresso dell'alimentatore , a valle dell'interruttore stesso e dipende da questo. Nel sistema ATX , l'interruttore di rete é un opzional di sicurezza , potrebbe anche non essere presente ; esiste per questioni di sicurezza e di comodità . Questo perché l'alimentatore deve essere sempre attivo per produrre una tensione di 5V verso la mainboard ed alimentare il circuito di Power On a pulsante o da evento (Keyboard Power On o Ring Power On) . Quindi la presenza della presa rete per i circuiti ausiliari non é fattibile se non con una aggiunta costosa alla parte di rete dell'alimentatore e che non ci risulta sia stata implementata da alcun costruttore . Premendo l' interruttore di rete posto sul retro dell' alimentatore si attiva solo la parte dell' alimentazione di servizio . La ventola ( e le tensioni principali) si avvieranno solo alla chiusura del contatto di Power_On n sulla mainboard . Questo é particolarmente importante per la mainboard AT che prevedono anche la possibilitá di una alimentazione ATX : l'avviamento del sistema sará possibile solo premendo il pulsante collegato ai pins di PW_ON !

La tabella seguente riassume le differenze tra interruttore e presa ausiliaria negli alimentatori AT e ATX:

Componente

Alimentatore AT

Alimentatore ATX

Interruttore di

sempre presente

opzionale

rete

collegato all' alimentatore

nel corpo dell' alimentatore

Interruttore di

lo stesso della rete

collegato alla mainboard

accensione del a due posizioni stabili (On-Off) sistema

Presa ausiliaria

pulsante monostabile

presenza della rete sui contatti

a bassa tensione

solitamente é presente

puó essere presente

dipendente dall'interruttore di

se presente , é sempre sotto

rete

tensione sempre presente la tensione ausiliaria (5V) , anche a

Tensioni al

presenti solo con interruttore su

sistema

ON

sistema in stato di off . Se é presente un interruttore di rete , la tensione ausiliaria é sospesa solo posizionando su Off questo interruttore

Avviamento del sistema

con l'interruttore di rete

con il pulsante collegato alla mainboard

Il connettore ausiliario di alimentazione - Quando la corrente prelevata sulla linea a 3.3V é elevata e/o é sconsigliabile sfruttare il regolatore a tre terminali on-board , si può prelevare questa tensione da un alimentatore esterno . Alcune mainboards dispongono di questo connettore ed alcuni alimentatori possono fornire la tensione necessaria . Maggiori informazioni tecniche e sulle connessioni si trovano nei manuali delle mainboards e degli alimentatori("low noise" Indica che la ventola di raffreddamento é controllata termostaticamente). Alimentatore doppio - Normalmente ogni PC dispone di un alimentatore unico che preleva l' energia dalla rete ENEL e la converte nelle basse tensioni stabilizzate necessarie al funzionamento dei componenti elettronici . In caso di guasto o sovraccarico che mandi fuori servizio questo componente , l' intero sistema é fermo e la sostituzione é laboriosa . Esistono peró situazioni in cui non é desiderabile questa condizione ed in cui il sistema deve poter funzionare senza sosta o con sosta brevissima . A questo scopo sono stati ideati alimentatori doppi , in cui i due moduli possono essere sostituiti dall' esterno , in modo molto semplice , senza aprire il case . Inoltre questi alimentatori possono funzionare in

parallelo ed essere estratti ed inseriti a sistema acceso (hot-swap) , per cui il guasto ad una unitá non comporta un fermo macchina .