Per i componenti di ultima generazione è importante scegliere alimentatori certificati che diano garanzie per il corretto funzionamento del sistema
Ottobre 2005 Un buon alimentatore riduce o elimina molti dei problemi
di funzionamento di un computer.
Le eccessive fluttuazioni di tensione e la presenza di disturbi nell’alimentazione
elettrica dei componenti causano blocchi del sistema operativo e, quando eccessivi,
portano anche al guasto dei componenti.
Spendere qualche euro in più per l’alimentatore potrebbe significare
il risparmio di diverse centinaia in seguito.
In questo articolo analizziamo il comportamento e le funzionalità di
tre alimentatori appartenenti alla fascia economica, media e alta con potenza
uguale o superiore a 550 W, quanto basta per alimentare il più agguerrito
dei computer desktop.
Per aiutare nella determinazione della reale potenza necessaria per il PC,
evitando di acquistare costosi alimentatori super potenti, abbiamo riportato
in tabella il consumo indicativo per le parti più comuni del PC.
L’alimentatore di Cooler Master è certificato EPS12V, questa
e EPS2U e EPS1U fanno parte dell’SSI (Server System Infrastructure), una
serie di specifiche sviluppate per la realizzazione di elementi standard per
server (telai, alimentatori, rack).
L’organizzazione che cura questi standard ha un sito Web all’indirizzo
www.ssiforum.org; quì si trovano i documenti con le specifiche dettagliate.
In generale le richieste SSI per l’alimentazione sono più rigide
rispetto a quelle dello standard ATX12V.
In un computer desktop un blocco per un problema alimentazione comporta al
massimo la perdita delle informazioni su cui si stava lavorando, un blocco in
un server equivale a fermare un’attività.
Per esempio EPS12V richiede un MTBF di 50.000 ore al 100 per cento del carico
e 50° gradi di temperatura calcolate tramite il Bellcore RPP, uno standard
di predizione dell’affidabilità, oppure di 100.000 ore nelle stesse
condizioni dimostrate.
Come funziona uno switching
Il principio degli alimentatori in tecnologia switching è la modulazione
della larghezza degli impulsi della tensione di alimentazione (PWM, Pulse With
Modulation).
La tensione alternata della rete elettrica è trasformata in corrente
continua da un ponte raddrizzatore.
Poiché la potenza è determinata dalla tensione moltiplicata la
corrente, essendo la tensione alta non è necessario un ponte che supporti
correnti elevate e spesso non è necessario un dispositivo di raffreddamento.
La tensione raddrizzata passa attraverso un transistor MOSFET (metal-oxide
semiconductor field-effect transistor) che la trasforma in una serie di impulsi
di tensione-nessuna tensione, a frequenza (il numero di volte in cui l’impulso
è ripetuto in un secondo, tipicamente è tra 30 KHz e 150 KHz)
costante e di larghezza variabile.
Il tempo in cui l’impulso è alto, ossia il transistor eroga tensione
è detto Ton, il tempo in cui l’impulso è nullo, equivalente
a nessuna tensione, è detto Toff.
Il tempo tra Ton e Toff è chiamato T.
Poiché la frequenza è costante, ad un aumento di Ton corrisponde
una riduzione di Toff.
Il valore della tensione dipende dalla grandezza dell’impulso Ton.
La divisione della tensione continua in impulsi è necessaria per il
funzionamento del trasformatore, una macchina elettrica che funziona solo in
presenza di variazioni di flusso.
L’alta frequenza di impulsi ha uno scopo, permette di utilizzare trasformatori
di dimensioni e peso compatti.
La tensione che si presenta agli avvolgimenti primario e secondario del trasformatore
è data dalla formula “E=4,44 f (fi) N”, dove “E”
corrisponde alla tensione, il numero “4,44” è una costante,
“f” la frequenza, “(fi)” il flusso magnetico e “N”
il numero di spire dell’avvolgimento.
Dalla formula si deduce che aumentando “f” si può ridurre
il numero di spire e la dimensione del nucleo e di conseguenza il peso, la dimensione
e l’energia sprecata dalla resistenza dell’avvolgimento.
La tensione in uscita dal trasformare è quindi nuovamente trasformata
in corrente continua.
Gli alimentatori più sofisticati hanno un trasformatore e regolatori
indipendenti per ogni tensione.
La tensione in uscita del trasformatore è inviata al circuito di controllo
PWM che regola il tempo di attivazione del MOSFET, quando il circuito rileva
una caduta di tensione dovuto all’aumento della richiesta di corrente
da parte di un carico collegato aumenta il tempo Ton.
Nei periodi Toff, quando non è presente tensione all’uscita del
trasformatore, l’alimentazione è fornita da un gruppo LC (induttanza-
condensatore) che immagazzina l’energia nei momenti Ton e la rilascia
nei momenti Toff.
| Quanto consumano i componenti del PC | In Watt |
| AGP Video Card | 30 – 50 |
| Schede grafiche PCI Express | 50 – 100 |
| DVD/CD | 20 – 40 |
| PCI Card | 10 |
| Disco fisso | 10 – 30 |
| Ventole telaio/CPU | 3 ognuna |
| Scheda madre (escluso CPU e memoria) | 50 – 100 |
| Memoria | 8 per 128 MB |
| Intel Pentium III | 38 |
| Intel Pentium 4 | 70 – 100 |
| AMD Athlon | 70 – 100 |
| Ogni periferica USB collegata | 5 |
| Scheda di rete | 4 |
| Scheda audio | 5-10 |
