Tipi di alimentatori. Scelta dell'alimentatore

I moderni alimentatori per PC sono dispositivi piuttosto complessi. Quando si acquista un computer, poche persone prestano attenzione alla marca dell'alimentatore preinstallato nel sistema. Di conseguenza, un'alimentazione di scarsa qualità o insufficiente può causare errori nell'ambiente software, causare la perdita di dati sui supporti e persino causare guasti all'elettronica del PC. Comprendere almeno i principi e i principi di base del funzionamento degli alimentatori, nonché la capacità di identificare un prodotto di qualità, consentirà di evitare vari problemi e contribuirà a garantire un funzionamento a lungo termine e ininterrotto di qualsiasi computer.

Un alimentatore per computer è costituito da diversi componenti principali. Uno schema dettagliato del dispositivo è mostrato in figura. Quando è acceso, la tensione di rete CA viene fornita al filtro di ingresso, nel quale l'ondulazione e il rumore vengono attenuati e soppressi. Nelle unità economiche questo filtro è spesso semplificato o del tutto assente.

Successivamente, la tensione va all'inverter della tensione di rete. Attraverso la rete passa una corrente alternata che cambia potenziale 50 volte al secondo, cioè con una frequenza di 50 Hz. L'inverter aumenta questa frequenza a decine e talvolta centinaia di kilohertz, grazie alla quale le dimensioni e il peso del trasformatore di conversione principale vengono notevolmente ridotti pur mantenendo la potenza utile. Per comprendere meglio questa soluzione immaginiamo un secchio grande, che può portare 25 litri d'acqua alla volta, e un secchio piccolo, della capacità di 1 litro, che può portare lo stesso volume nello stesso tempo, ma dovrà portare l'acqua 25 volte più veloce.

Il trasformatore di impulsi converte la tensione ad alta tensione dall'inverter in bassa tensione. Grazie all'elevata frequenza di conversione, la potenza che può essere trasmessa attraverso un componente così piccolo raggiunge i 600-700 W. Negli alimentatori costosi ci sono due o anche tre trasformatori.

Accanto al trasformatore principale ce ne sono solitamente uno o due più piccoli, che servono a creare una tensione di standby che è presente all'interno dell'alimentatore e sulla scheda madre ogni volta che la spina di alimentazione viene collegata alla rete elettrica. Questa unità, insieme ad uno speciale controller, è contrassegnata in figura con un numero.

La tensione ridotta viene fornita ai gruppi di diodi raddrizzatori veloci montati su un potente radiatore. Diodi, condensatori e induttanze attenuano e raddrizzano l'ondulazione ad alta frequenza, consentendo di ottenere una tensione quasi costante in uscita, che va oltre ai connettori di alimentazione della scheda madre e dei dispositivi periferici.

Nelle unità economiche viene utilizzata la cosiddetta stabilizzazione della tensione di gruppo. L'induttanza di potenza principale attenua solo la differenza tra le tensioni +12 e +5 V. In modo simile, si ottiene un risparmio sul numero di elementi nell'alimentatore, ma ciò avviene a scapito della riduzione della qualità della stabilizzazione delle singole tensioni. Se su uno dei canali è presente un carico elevato, la tensione su di esso diminuisce. Il circuito di correzione nell'alimentatore, a sua volta, aumenta la tensione, cercando di compensare il deficit, ma allo stesso tempo aumenta anche la tensione sul secondo canale, che risulta essere leggermente caricato. C'è una sorta di effetto altalena. Si noti che gli alimentatori costosi dispongono di circuiti raddrizzatori e induttanze di potenza completamente indipendenti per ciascuna delle linee principali.

Oltre ai nodi di potenza, il blocco ne ha di aggiuntivi: quelli di segnale. Ciò include un controller di controllo della velocità della ventola, spesso montato su piccole schede figlie, e un circuito di controllo del consumo di tensione e corrente realizzato su un circuito integrato. Controlla anche il funzionamento del sistema di protezione contro cortocircuiti, sovraccarico di potenza, sovratensione o, al contrario, tensione troppo bassa.

Spesso gli alimentatori potenti sono dotati di un rifasamento attivo. I modelli più vecchi di tali unità presentavano problemi di compatibilità con gruppi di continuità economici. Quando un tale dispositivo è passato alle batterie, la tensione di uscita è diminuita e il correttore del fattore di potenza nell'alimentatore è passato in modo intelligente alla modalità di alimentazione da una rete a 110 V. Il controller del gruppo di continuità lo ha considerato una sovracorrente e lo ha spento obbedientemente. Molti modelli di UPS economici con una potenza fino a 1000 W si sono comportati in questo modo. Gli alimentatori moderni sono quasi del tutto privi di questa “caratteristica”.

Molti alimentatori offrono la possibilità di scollegare i connettori non utilizzati; a tale scopo, sulla parete terminale interna è montata una scheda con connettori di alimentazione. Con il giusto approccio alla progettazione, tale unità non influisce sulle caratteristiche elettriche dell'alimentatore. Ma accade anche il contrario: connettori di scarsa qualità possono peggiorare il contatto, oppure un collegamento errato porta al guasto dei componenti.

Per collegare i componenti all'alimentazione, vengono utilizzati diversi tipi standard di spine: la più grande, a doppia fila, viene utilizzata per alimentare la scheda madre. In precedenza venivano installati connettori a venti pin, ma i sistemi moderni hanno una capacità di carico maggiore e, di conseguenza, la nuova spina ha 24 conduttori e spesso 4 contatti aggiuntivi vengono disconnessi dal set principale. Oltre ai canali di potenza del carico, alla scheda madre vengono trasmessi segnali di controllo (PS_ON#, PWR_OK) e linee aggiuntive (+5Vsb, -12V). L'accensione avviene solo se la tensione sul filo PS_ON# è zero. Pertanto, per avviare l'unità senza scheda madre, è necessario chiudere il pin 16 (filo verde) con uno qualsiasi dei fili neri (massa). Un alimentatore funzionante dovrebbe funzionare e tutte le tensioni verranno immediatamente impostate secondo le caratteristiche dello standard ATX. Il segnale PWR_OK viene utilizzato per informare la scheda madre sul normale funzionamento dei circuiti di stabilizzazione dell'alimentatore. La tensione +5Vsb viene utilizzata per alimentare i dispositivi USB e il chipset in modalità Standby del funzionamento del PC, mentre -12 viene utilizzata per le porte seriali RS-232 sulla scheda.

Lo stabilizzatore del processore sulla scheda madre è collegato separatamente e utilizza un cavo a quattro o otto pin che fornisce +12 V. Le potenti schede video con interfaccia PCI-Express vengono alimentate tramite un connettore a 6 pin o due connettori per i modelli precedenti. C'è anche una modifica a 8 pin di questa spina. I dischi rigidi e le unità con interfaccia SATA utilizzano un proprio tipo di contatti con tensioni di +5, +12 e +3,3 V. Per i dispositivi più vecchi di questo tipo e per le periferiche aggiuntive è disponibile un connettore di alimentazione a 4 pin con tensioni di +5 e +12 V (il cosiddetto molex).

Il consumo energetico principale di tutti i sistemi moderni, a partire dal Socket 775, 754, 939 e successivi, è sulla linea +12 V. I processori possono caricare questo canale con correnti fino a 10-15 A e le schede video fino a 20-. 25 A (soprattutto durante l'overclocking) . Di conseguenza, potenti configurazioni di gioco con CPU quad-core e adattatori grafici multipli "consumano" facilmente 500-700 W. Le schede madri con tutti i controller saldati all'RSV consumano relativamente poco (fino a 50 W), la RAM si accontenta di una potenza fino a 15-25 W per uno stick. Ma i dischi rigidi, sebbene non siano ad alta intensità energetica (fino a 15 W), richiedono energia di alta qualità. I circuiti sensibili di controllo della testa e del mandrino si guastano facilmente quando la tensione supera +12 V o quando sono presenti forti pulsazioni.

Le etichette degli alimentatori spesso indicano la presenza di più linee +12 V, designate come +12V1, +12V2, +12V3, ecc. Infatti, nella struttura elettrica e circuitale dell'unità, nella stragrande maggioranza degli alimentatori si trovano rappresentano un canale diviso in più virtuali, con diversi limiti di corrente. Questo approccio è stato applicato in conformità con la norma di sicurezza EN-60950, che vieta di fornire potenza superiore a 240 VA ai contatti accessibili all'utente, poiché in caso di cortocircuito potrebbero verificarsi incendi e altri problemi. Matematica semplice: 240 VA / 12 V = 20 A. Pertanto, le unità moderne di solito hanno diversi canali virtuali con un limite di corrente ciascuno nella regione di 18-20 A, tuttavia, la capacità di carico totale della linea +12 V non è necessariamente uguale alla somma delle potenze +12V1, +12V2 , +12V3 ed è determinato dalle capacità del convertitore utilizzato nel progetto. Tutte le dichiarazioni dei produttori nelle brochure pubblicitarie, che descrivono gli enormi vantaggi dei canali multipli +12 V, non sono altro che un'abile manovra di marketing per chi non lo sapesse.

Molti nuovi alimentatori sono realizzati utilizzando design efficienti, quindi forniscono più potenza utilizzando piccoli radiatori di raffreddamento. Un esempio è la diffusa piattaforma FSP Epsilon (FSPxxx-80GLY/GLN), sulla base della quale vengono costruiti alimentatori di diversi produttori (OCZ GameXStream, FSP Optima/Everest/Epsilon).

Le moderne e potenti schede video consumano una grande quantità di energia, quindi sono state a lungo collegate con cavi separati all'alimentazione, indipendentemente dalla scheda madre. I modelli più recenti sono dotati di spine a sei e otto poli. Spesso quest'ultimo ha una parte staccabile per un facile collegamento ai connettori di alimentazione della scheda video più piccoli.

Ci auguriamo che dopo aver considerato i componenti principali degli alimentatori, sia già chiaro ai lettori: negli ultimi anni la progettazione dell'alimentatore è diventata molto più complessa, ha subito un ammodernamento e ora richiede un approccio qualificato e la disponibilità di speciali attrezzature per test completi a tutti gli effetti. Nonostante il miglioramento generale della qualità dei blocchi a disposizione dell'utente medio, esistono anche modelli francamente infruttuosi. Pertanto, quando si sceglie un alimentatore specifico per il proprio computer, è necessario concentrarsi su revisioni dettagliate di questi dispositivi e studiare attentamente ciascun modello prima dell'acquisto. Dopotutto, la sicurezza delle informazioni, la stabilità e la durata dei componenti del PC nel loro insieme dipendono dall'alimentazione.

Breve glossario dei termini

Potenza totale- Consumo energetico a lungo termine da parte del carico, consentito per l'alimentatore senza surriscaldamento e danni. Misurato in watt (W, W).

Condensatore, elettrolita- un dispositivo per immagazzinare l'energia del campo elettrico. Nell'alimentatore viene utilizzato per attenuare le ondulazioni e sopprimere le interferenze nel circuito di alimentazione.

Acceleratore- un conduttore avvolto a spirale, che presenta un'induttanza significativa con una bassa capacità intrinseca e una bassa resistenza attiva. Questo elemento è in grado di immagazzinare energia magnetica durante il flusso di corrente elettrica e di rilasciarla nel circuito nei momenti di grandi cadute di corrente.

Diodo semiconduttore- un dispositivo elettronico che ha una conduttività diversa a seconda della direzione del flusso di corrente. Utilizzato per generare tensione di una polarità alternata. I tipi veloci di diodi (diodi Schottky) vengono spesso utilizzati per la protezione dalle sovratensioni.

Trasformatore- un elemento di due o più induttanze avvolte su un'unica base, che serve a convertire un sistema di corrente alternata di una tensione in un sistema di corrente di un'altra tensione senza perdite di potenza significative.

ATX- uno standard internazionale che descrive vari requisiti elettrici, peso, dimensioni e altre caratteristiche di custodie e alimentatori.

Ondulazione- impulsi e brevi sbalzi di tensione sulla linea elettrica. Sorgono a causa del funzionamento dei convertitori di tensione.

Fattore di potenza, KM (PF)- il rapporto tra il consumo di potenza attiva dalla rete elettrica e la potenza reattiva. Quest'ultima è sempre presente quando la corrente in fase del carico non coincide con la tensione di rete oppure se il carico non è lineare.

Circuito di correzione CM attivo (APFC)- un convertitore di impulsi in cui il consumo istantaneo di corrente è direttamente proporzionale alla tensione istantanea nella rete, ovvero ha solo un modello di consumo lineare. Questo nodo isola il convertitore non lineare dell'alimentatore stesso dall'alimentatore.

Circuito di correzione CM passivo (PPFC)- un'induttanza passiva ad alta potenza che, grazie all'induttanza, attenua gli impulsi di corrente consumati dall'unità. In pratica, l'efficacia di tale soluzione è piuttosto bassa.

Molti utenti che cercano di comprendere la struttura del proprio PC non capiscono cos'è l'alimentatore in un computer. Nel frattempo, questo è uno degli elementi più importanti del sistema, senza il quale nessun singolo componente funzionerà. Scopriamo cosa sono gli alimentatori, definiamo la loro struttura, tipologie, pro e contro.

Definizione

Cos'è l'alimentatore in un computer? In breve, si tratta di un dispositivo per convertire la tensione di rete CA in CC per alimentare tutti i componenti dell'unità di sistema. In particolare l'alimentatore fornisce tensione ai componenti: scheda video, RAM, hard disk, scheda di rete, processore, periferiche collegate. Se tutti questi componenti sono collegati direttamente a una rete da 220 V, semplicemente si bruceranno. I componenti per il funzionamento richiedono una tensione di 12 o 24 V (principalmente) e il compito dell'alimentatore è fornire la tensione richiesta.

C'è anche un altro compito di questo elemento: proteggere i componenti del computer da possibili picchi di tensione. Essenzialmente si tratta di un variatore di tensione di rete che assomiglia ad una piccola scatola nera con una ventola. È installato nell'unità di sistema ed è lì che va il cavo di rete.

Voltaggio richiesto

L'alimentatore del computer è alimentato da una rete con una tensione di 220 V. Ma in diversi paesi, la tensione attuale e la sua frequenza nella rete possono variare. Ad esempio, in Russia e nella maggior parte dei paesi europei, la tensione di rete è di 220/230 V con una frequenza di 50 Hz. Negli USA invece la tensione di rete è di 120 V a 60 Hz. Anche l'Australia è diversa a questo riguardo: lì la tensione è di 240 V/50 Hz. Di conseguenza, quando si crea una fornitura di energia, vengono presi in considerazione i parametri di rete del paese in cui sono previste le consegne. Cioè, se porti in Russia un alimentatore acquistato negli Stati Uniti, molto probabilmente non funzionerà.

Esistono anche alimentatori universali con uno speciale regolatore di tensione. Cioè, puoi impostare il valore della tensione di rete sull'unità e il dispositivo si adatterà autonomamente ad esso.

Se il computer non si accende quando si preme il pulsante di accensione, prima di tutto è necessario cercare il motivo nell'unità e, se necessario, sostituirla. Sfortunatamente, i modelli economici da cui oggi è invaso il mercato russo si rompono troppo spesso.

Alimentazione dell'alimentatore del computer

Oggi esistono molte unità diverse in grado di fornire potenza su una vasta gamma. Nei laptop moderni, la potenza può variare nell'intervallo 25-100 W. Per quanto riguarda i personal computer, qui, a seconda del consumo energetico dei componenti, è possibile utilizzare un alimentatore da 2000 W.

Ci sono voci tra gli utenti secondo cui più potente è il blocco, meglio è, anche se in realtà questo non è del tutto vero. Non tutti gli utenti hanno bisogno di un dispositivo così potente e costoso. Se ci pensi, l'acquisto di un alimentatore costoso e potente per un computer debole è uno spreco di denaro non solo al momento dell'acquisto dell'unità stessa, ma anche durante il funzionamento, poiché consumerà molta elettricità in eccesso.

Tuttavia, oggi sugli scaffali dei negozi sono disponibili principalmente apparecchi da 400-500 W. La potenza di tali componenti è sufficiente per alimentare un computer standard con un buon hardware. Ma non sono in grado di garantire il funzionamento stabile di un potente computer da gioco.

Tipi e differenze di BP

Ora che capiamo cos'è un alimentatore in un computer, possiamo parlare dei loro tipi e caratteristiche distintive. Oggi ci sono unità a impulsi e trasformatori. Ogni tipo ha i suoi vantaggi e svantaggi, che devono essere considerati in modo più dettagliato.

Trasformatore

Questo è il tipo più comune e quello venduto più spesso. La maggior parte dei sistemi moderni praticamente non utilizza un dispositivo di alimentazione del computer simile, che è rappresentato dai seguenti elementi:

1. Trasformatore.
2. Raddrizzatore.
3. Filtro contro le sovratensioni.

Uno di questi blocchi è mostrato nella foto qui sotto.

Principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di un tale dispositivo è relativamente semplice: attraverso l'avvolgimento primario il trasformatore riceve la tensione di rete. Quindi, con l'aiuto di un raddrizzatore, la corrente alternata multidirezionale viene convertita in corrente continua e unidirezionale. In questo caso è possibile utilizzare diversi raddrizzatori: a onda singola o intera. In ogni caso vengono utilizzati ponti a diodi costituiti da:

1. Due diodi: nel primo tipo.
2. Quattro diodi - nel secondo tipo.

L'uso di due elementi in un raddrizzatore è tipico dei BC a doppia tensione o nei dispositivi trifase.

Il filtro di rete nell'alimentatore di un computer è un normale condensatore di grande capacità. Attenua le ondulazioni della corrente, motivo per cui ai componenti viene fornita una corrente relativamente pulita e uniforme.

Inoltre, al posto dei trasformatori convenzionali, all'interno di tali unità possono essere utilizzati dispositivi automatici.

Funzionamento degli alimentatori a trasformatore

Per capire più in dettaglio cos'è un alimentatore in un computer e come funziona, è necessario avere almeno una conoscenza di base delle leggi dell'ingegneria elettrica. Le dimensioni degli alimentatori a trasformatore dipendono direttamente dalle dimensioni dei trasformatori utilizzati all'interno. Le dimensioni dei dispositivi vengono calcolate utilizzando la formula:

In questa formula:

1. N è il numero di spire per 1 V di tensione;
2. f - frequenza della corrente (alternata);
3. B è l'induzione del campo magnetico generato nel circuito magnetico;
4. S è l'area della sezione trasversale del circuito magnetico.

Pertanto, maggiori sono le spire e la sezione del filo, maggiore sarà la dimensione del trasformatore. Ciò comporta un aumento delle dimensioni del blocco stesso. Tuttavia, se la sezione del cavo viene ridotta, sarà necessario aumentare il numero di spire (N), cosa che non sarà possibile nei trasformatori compatti. Se il trasformatore è a bassa potenza, molte spire con una piccola sezione trasversale non influiranno sul funzionamento dell'alimentatore stesso, poiché la corrente in tali dispositivi sarà bassa. Tuttavia, all’aumentare della potenza, aumenterà la corrente, con conseguente dissipazione della potenza termica.

Di conseguenza gli alimentatori a trasformatore con frequenza operativa di 50 Hz non possono che essere grandi e pesanti. Tali dispositivi non sono pratici da utilizzare nei computer moderni a causa del loro peso e delle loro dimensioni, nonché della bassa efficienza.

Ci sono però anche aspetti positivi: affidabilità e semplicità, facilità di riparazione (tutti gli elementi sono facili da sostituire in caso di guasto), assenza di interferenze radio.

Alimentatori switching

Questi dispositivi utilizzano altre soluzioni progettuali per aumentare la frequenza della corrente. Di seguito è riportato un classico alimentatore di questo tipo.

Un alimentatore simile funziona come segue:

1. La corrente alternata dalla rete entra nel dispositivo, viene raddrizzata e diventa costante.
2. La corrente continua viene convertita in impulsi di frequenza.
3. Questi impulsi vengono inviati al trasformatore. Se viene fornito l'isolamento galvanico, vengono forniti impulsi rettangolari al filtro passa-basso di uscita.

Si noti che esistono differenze fondamentali tra questi due tipi di alimentazione. In particolare quelli pulsati hanno le seguenti caratteristiche:

1. All’aumentare della frequenza attuale, aumenta l’efficienza del trasformatore.
2. I requisiti per la sezione trasversale del nucleo sono minimi.
3. La capacità di realizzare alimentatori compatti e leggeri installando trasformatori efficienti e di piccole dimensioni.
4. L'uso del feedback negativo consente di stabilizzare la tensione di uscita, che influenzerà positivamente la stabilità di tutti i componenti e del sistema nel suo complesso.

Vantaggi degli alimentatori switching

1. Alta efficienza, che raggiunge il 92-98%.
2. Leggerezza e dimensioni.
3. Affidabilità.
4. Capacità di operare in un'ampia gamma di frequenze. La stessa unità di impulso può operare in diversi paesi del mondo.
5. Protezione da cortocircuito.
6. Basso costo.

1. Scarsa manutenibilità. Se un normale trasformatore può essere facilmente riparato sostituendo quasi tutti gli elementi sulla scheda, con un dispositivo a impulsi tutto è più complicato. Pertanto, rifare un alimentatore per computer a impulsi è considerato un compito difficile. Le riparazioni in officina possono essere costose.
2. Emissione di interferenze ad alta frequenza.

Ora abbiamo scoperto cos'è un alimentatore in un computer e come funziona. Al momento, sul mercato vengono venduti principalmente dispositivi a impulsi e i dispositivi a trasformatore sono praticamente assenti.

Come controllare l'alimentazione del computer?

Se il computer non si accende, il problema potrebbe risiedere nell'alimentatore. Per controllare il dispositivo abbiamo bisogno di un multimetro. Pertanto, prima di verificare la funzionalità dell'alimentatore del computer, è necessario scollegare tutti i componenti e l'alimentatore stesso. Quindi prendiamo una normale graffetta, la raddrizziamo a forma di U. Prendiamo un connettore da 20/24 pin (il più grande) e utilizziamo la nostra graffetta per chiudere i contatti nero e verde. Considerando che le tue dita toccheranno il metallo, devi assicurarti che l'alimentatore sia scollegato dalla presa.

Ora abbassa la graffetta e collega l'alimentatore alla presa. Se la ventola inizia a girare quando il dispositivo è acceso, significa che sta funzionando.

Ora devi misurare la tensione sui connettori. A seconda del modello di alimentatore, la tensione sui connettori può variare leggermente. Pertanto, è necessario trovare informazioni nelle istruzioni (o su Internet) su quali parametri di tensione dovrebbero essere sui diversi connettori e misurarli con un multimetro. Se i parametri differiscono dal normale significa che c'è qualcosa che non va nell'alimentazione.

Tutti i computer moderni utilizzano alimentatori ATX. In precedenza venivano utilizzati alimentatori standard AT; non avevano la capacità di avviare in remoto un computer e alcune soluzioni circuitali. L'introduzione del nuovo standard è stata associata anche al rilascio di nuove schede madri. La tecnologia informatica si è sviluppata rapidamente e si sta sviluppando, quindi è necessario migliorare ed espandere le schede madri. Questo standard è stato introdotto nel 2001.

Diamo un'occhiata a come funziona un alimentatore per computer ATX.

Disposizione degli elementi sul tabellone

Per prima cosa, dai un'occhiata all'immagine, su di essa sono etichettati tutti gli alimentatori, quindi esamineremo brevemente il loro scopo.

Ed ecco lo schema elettrico, suddiviso in blocchi.

All'ingresso dell'alimentatore è presente un filtro antidisturbo elettromagnetico costituito da un induttore e un condensatore (1 blocco). Gli alimentatori economici potrebbero non averlo. Il filtro è necessario per sopprimere le interferenze nella rete di alimentazione derivanti dal funzionamento.

Tutti gli alimentatori a commutazione possono degradare i parametri della rete di alimentazione; in essa compaiono interferenze e armoniche indesiderate che interferiscono con il funzionamento dei dispositivi di trasmissione radio e altre cose. Pertanto, la presenza di un filtro di ingresso è altamente auspicabile, ma i compagni cinesi non la pensano così, quindi risparmiano su tutto. Sotto puoi vedere un alimentatore senza induttanza di ingresso.

Successivamente viene fornita la tensione di rete, attraverso un fusibile e un termistore (NTC), quest'ultimo necessario per caricare i condensatori del filtro. Dopo il ponte a diodi, viene installato un altro filtro, solitamente un paio di grandi dimensioni, fai attenzione, c'è molta tensione ai loro terminali; Anche se l'alimentazione è disattivata dalla rete, è necessario scaricarli prima con un resistore o una lampada a incandescenza prima di toccare la scheda con le mani.

Dopo il filtro di livellamento, la tensione viene fornita al circuito di alimentazione a commutazione, a prima vista è complesso, ma non contiene nulla di superfluo; Innanzitutto viene alimentata la sorgente di tensione di standby (blocco 2), che può essere realizzata utilizzando un circuito auto-oscillatore o magari su un controller PWM; Di solito: un circuito convertitore di impulsi su un transistor (convertitore a ciclo singolo), in uscita, dopo il trasformatore, è installato un convertitore di tensione lineare (KRENK).

Un tipico circuito con un controller PWM assomiglia a questo:

Ecco una versione più grande del diagramma a cascata dall'esempio fornito. Il transistor si trova in un circuito auto-oscillatore, la cui frequenza operativa dipende dal trasformatore e dai condensatori nel suo cablaggio, la tensione di uscita dal valore nominale del diodo zener (nel nostro caso 9 V), che svolge il ruolo di feedback o elemento di soglia che devia la base del transistor quando viene raggiunta una certa tensione. È inoltre stabilizzato a un livello di 5 V da uno stabilizzatore lineare integrato di tipo serie L7805.

La tensione di standby è necessaria non solo per generare il segnale di accensione (PS_ON), ​​ma anche per alimentare il controller PWM (blocco 3). Gli alimentatori per computer ATX sono spesso costruiti sul chip TL494 o sui suoi analoghi. Questo blocco è responsabile del controllo dei transistor di potenza (blocco 4), della stabilizzazione della tensione (utilizzando il feedback) e della protezione da cortocircuito. In generale il 494 viene utilizzato molto spesso nella tecnologia ad impulsi; lo si può trovare anche nei potenti alimentatori per strisce LED. Ecco la sua piedinatura.

Se prevedi di utilizzare l'alimentatore del computer, ad esempio, per alimentare una striscia LED, sarà meglio caricare un po' le linee 5V e 3,3V.

Conclusione

Gli alimentatori ATX sono ottimi per alimentare progetti di radioamatori e come fonte di laboratorio domestico. Sono abbastanza potenti (da 250, e quelli moderni da 350 W), e si trovano sul mercato secondario a pochi centesimi, vanno bene anche i vecchi modelli AT, per avviarli basta chiudere i due fili che prima andavano a il pulsante dell'unità di sistema, il segnale PS_On non è presente.

Se intendi riparare o ripristinare tali apparecchiature, non dimenticare le regole per lavorare in sicurezza con l'elettricità, che sulla scheda è presente tensione di rete e che i condensatori possono rimanere carichi per lungo tempo.

Accendere alimentatori sconosciuti tramite una lampadina per evitare di danneggiare il cablaggio e le tracce del circuito stampato. Se hai una conoscenza di base di elettronica, possono essere convertiti in un potente caricabatterie per batterie per auto o. Per fare ciò, vengono modificati i circuiti di retroazione, la sorgente di tensione di standby e i circuiti di avvio dell'unità.

Attualmente praticamente non utilizzato.

• La tensione di −5 V veniva utilizzata solo dall'interfaccia ISA e, a causa della virtuale assenza di questa interfaccia sulle moderne schede madri, il cavo di −5 V manca nei nuovi alimentatori.
• La tensione −12 V è necessaria solo per la piena implementazione dello standard di interfaccia seriale RS-232, quindi spesso è anche assente.

La scheda madre utilizza tensioni di standby ±5, ±12, +3,3, +5 V. Per i dischi rigidi, le unità ottiche e le ventole vengono utilizzate solo tensioni di +5 e +12 V.

I moderni componenti elettronici utilizzano una tensione di alimentazione non superiore a +5 Volt. I consumatori di energia più potenti, come una scheda video, un processore centrale, un north bridge, sono collegati tramite convertitori secondari situati sulla scheda madre o sulla scheda video, alimentati sia da circuiti +5 V che da +12 V.

La tensione di +12 V viene utilizzata per alimentare i consumatori più potenti. Suddividere le tensioni di alimentazione in 12 e 5 V è consigliabile sia per ridurre le correnti lungo i conduttori del circuito stampato, sia per ridurre le perdite di energia sui diodi raddrizzatori di uscita dell'alimentatore.

La tensione di +3,3 V nell'alimentatore è formata da una tensione di +5 V, pertanto esiste una limitazione sul consumo energetico totale di ±5 e +3,3 V.

Nella maggior parte dei casi, viene utilizzato un alimentatore a commutazione, realizzato secondo un circuito a mezzo ponte (push-pull). Gli alimentatori con trasformatori ad accumulo di energia (circuito flyback) sono naturalmente limitati in potenza dalle dimensioni del trasformatore e quindi vengono utilizzati molto meno frequentemente.

Dispositivo (circuiti)

Commutazione dell'alimentazione del computer (ATX) con il coperchio rimosso: A - ingresso raddrizzatore a diodi, visibile qui sotto filtro di ingresso; B - ingresso condensatori di livellamento, il radiatore è visibile a destra transistor ad alta tensione; C- trasformatore di impulsi, a destra è visibile il radiatore a bassa tensione raddrizzatori a diodi; D- strozzatura di stabilizzazione del gruppo; E- condensatori di filtro in uscita

Un circuito di alimentazione switching ampiamente utilizzato è costituito dalle seguenti parti:

Circuiti di ingresso

• Un alimentatore separato a bassa potenza che produce +5 V in modalità standby. schede e +12 V per alimentare il chip convertitore dell'UPS stesso. Di solito è realizzato sotto forma di un convertitore flyback utilizzando elementi discreti (con stabilizzazione di gruppo delle tensioni di uscita tramite un fotoaccoppiatore più un diodo zener regolabile TL431 nel circuito OS o stabilizzatori lineari 7805/7812 in uscita) o (in alto modelli) su un microcircuito di tipo TOPSwitch.

Convertitore

• Convertitore a mezzo ponte basato su due transistor bipolari
• Un circuito per il controllo del convertitore e la protezione del computer da sovra/sottotensioni di alimentazione, solitamente su un microcircuito specializzato (TL494, UC3844, KA5800, SG6105, ecc.).
• Trasformatore ad impulsi ad alta frequenza, che serve per generare la tensione nominale richiesta, nonché per l'isolamento galvanico dei circuiti (ingresso dall'uscita e anche, se necessario, uscita l'uno dall'altro). Le tensioni di picco all'uscita del trasformatore ad alta frequenza sono proporzionali alla tensione di alimentazione in ingresso e superano notevolmente la potenza richiesta.
• Circuito di feedback, che mantiene una tensione stabile all'uscita dell'alimentatore.
• Driver di tensione PG (Power Good, "la tensione è normale"), solitamente su un amplificatore operazionale separato.

Circuiti di uscita

• Raddrizzatori di uscita. Le tensioni positive e negative (5 e 12 V) utilizzano gli stessi avvolgimenti di uscita del trasformatore, con direzioni di commutazione diverse per i diodi raddrizzatori. Per ridurre le perdite, in caso di consumo di corrente elevato, come raddrizzatori vengono utilizzati diodi Schottky, che hanno una bassa caduta di tensione diretta.
• Induttanza di stabilizzazione del gruppo di uscita. L'induttore attenua gli impulsi immagazzinando energia tra gli impulsi dei raddrizzatori di uscita. La sua seconda funzione è la ridistribuzione dell'energia tra i circuiti di tensione di uscita. Pertanto, se aumenta il consumo di corrente in qualsiasi canale, riducendo la tensione in questo circuito, l'induttanza di stabilizzazione del gruppo, come un trasformatore, ridurrà la tensione in altri circuiti. Il circuito di feedback rileverà una diminuzione nei circuiti di uscita, aumenterà l'alimentazione complessiva e ripristinerà i valori di tensione richiesti.
• Condensatori di filtro in uscita. I condensatori di uscita, insieme all'induttanza di stabilizzazione del gruppo, integrano gli impulsi, ottenendo così i valori di tensione richiesti, notevolmente inferiori alle tensioni in uscita dal trasformatore
• Uno (per linea) o più (più linee, solitamente +5 e +3,3) resistori di carico da 10-25 Ohm per garantire un funzionamento sicuro al minimo.

Vantaggi un alimentatore del genere:

• Design del circuito semplice e collaudato nel tempo con qualità soddisfacente della stabilizzazione della tensione di uscita.
• Alta efficienza (65-70%). Le perdite principali si verificano nei processi transitori, che durano molto meno tempo rispetto allo stato stazionario.
• Dimensioni e peso ridotti, dovuti sia alla minore generazione di calore sull'elemento di controllo, sia alle minori dimensioni del trasformatore, dovuto al fatto che quest'ultimo lavora ad una frequenza più elevata.
• Minore consumo di metallo, che rende i potenti alimentatori a commutazione più economici di quelli a trasformatore, nonostante la loro maggiore complessità
• Possibilità di collegare alla rete un'ampia gamma di tensioni e frequenze, o anche corrente continua. Grazie a ciò è possibile unificare le apparecchiature prodotte per diversi paesi del mondo e quindi ridurne i costi durante la produzione di massa.

Screpolatura alimentatore a mezzo ponte con transistor bipolari:

Standard

AT (obsoleto)

Negli alimentatori per computer con fattore di forma, l'interruttore di alimentazione interrompe il circuito di alimentazione e solitamente si trova sul pannello frontale del case con fili separati; Non esiste alcun alimentatore di riserva con i circuiti corrispondenti. Tuttavia, quasi tutte le schede madri AT+ATX avevano un'uscita di controllo dell'alimentatore e gli alimentatori, allo stesso tempo, avevano un ingresso che permetteva alla scheda madre AT di controllarlo (accenderlo e spegnerlo).

L'alimentatore standard AT è collegato alla scheda madre con due connettori a sei pin che si inseriscono in un connettore a 12 pin sulla scheda madre. I fili multicolori vanno ai connettori dall'alimentatore e la connessione corretta avviene quando i contatti dei connettori con fili neri convergono al centro del connettore della scheda madre. La piedinatura del connettore AT sulla scheda madre è la seguente:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	-
PAG	vuoto	+12V	-12V	generale	generale	generale	generale	-5V	+5V	+5V	+5V

ATX (moderno)

Per un connettore ATX a 24 pin, gli ultimi 4 pin possono essere rimovibili per garantire la compatibilità con la presa a 20 pin della scheda madre

I requisiti per +5 V CC sono stati aumentati: ora l'alimentatore deve fornire una corrente di almeno 12 A (+3,3 V CC - 16,7 A, rispettivamente, ma la potenza totale non deve superare 61 W) per un tipico sistema con consumo energetico di 160 W . È stata rilevata una distorsione nella potenza di uscita: prima il canale principale era +5 V, ora venivano dettati i requisiti per una corrente minima di +12 V I requisiti erano dovuti ad un ulteriore aumento della potenza dei componenti (principalmente schede video). i cui requisiti non possono essere soddisfatti dalle linee +5 V a causa delle correnti molto elevate in questa linea.

Connettori PSU/alimentatore

Pinout dei connettori SATA

Connettore ATX PS 12V (connettore di alimentazione P4)

Uno dei due connettori di alimentazione AT a sei pin

• Connettore di alimentazione principale a 20 pin +12V1DCV utilizzato con le prime schede madri con fattore di forma ATX, prima dell'avvento delle schede madri PCI-Express.

Connettore di alimentazione della scheda madre a 24 pin ATX12V 2.x
(20 pin non hanno gli ultimi quattro: 11, 12, 23 e 24)

Colore	Segnale	Contatto	Contatto	Segnale	Colore
Arancia	+3,3 V	1	13	+3,3 V	Arancia
				Rilevamento +3,3 V	Marrone
Arancia	+3,3 V	2	14	−12 V	Blu
Nero	Terra	3	15	Terra	Nero
Rosso	+5 V	4	16	Accendere	Verde
Nero	Terra	5	17	Terra	Nero
Rosso	+5 V	6	18	Terra	Nero
Nero	Terra	7	19	Terra	Nero
Grigio	Buona potenza	8	20	−5 V	Bianco
Viola	+5 VS	9	21	+5 V	Rosso
Giallo	+12 V	10	22	+5 V	Rosso
Giallo	+12 V	11	23	+5 V	Rosso
Arancia	+3,3 V	12	24	Terra	Nero
Il pin 20 (e il filo bianco) viene utilizzato per fornire −5 V CC nelle versioni ATX e ATX12V precedenti alla 1.2. Questa tensione è opzionale già nella versione 1.2 ed è completamente assente nelle versioni 1.3 e precedenti.
Nella versione a 20 pin, i pin destri sono numerati da 11 a 20.
Il filo arancione da +3,3 V CC e la presa di rilevamento marrone da +3,3 V collegati al pin 13 hanno uno spessore di 18 AWG; tutti gli altri - 22 AWG

Inoltre sull'alimentatore si trovano:

Efficienza - “80 PLUS”

Immagini esterne
Disegno alimentatore FSP600-80GLN
	Disegno di assieme dell'alimentatore FSP600-80GLN in formato PDF

Produttori di alimentatori per computer

• Maestro del raffreddamento
• Corsaro

Vedi anche

Note

1. soddisfare i requisiti della legislazione dei paesi sulle radiazioni elettromagnetiche, in Russia - i requisiti di SanPiN 2.2.4.1191-03 2.2.4.1191-03.htm “Campi elettromagnetici in condizioni industriali, sul posto di lavoro. Norme e regolamenti sanitari ed epidemiologici"
2. B.Yu. Semenov Elettronica di potenza: dal semplice al complesso. - M.: SOLOMON-Press, 2005. - 415 p. - (Biblioteca dell'Ingegnere).
3. Al carico di picco +12 VCC, l'intervallo della tensione di uscita +12 VCC può variare entro ± 10.
4. Il livello di tensione minimo è 11,0 V CC durante il carico di picco a +12 V 2 CC.
5. La velocità dell'otturatore nell'intervallo è richiesta dal connettore di alimentazione principale della scheda madre e dal connettore di alimentazione S-ATA.
6. La potenza totale lungo le linee +3,3 V CC e +5 V CC non deve superare 61 W
7. La potenza totale lungo le linee +3,3 V CC e +5 V CC non deve superare 63 W
8. La potenza totale lungo le linee +3,3 V CC e +5 V CC non deve superare 80 W

Interno unità di potenza(alimentatore) è progettato per convertire la tensione di rete in una forma utilizzabile dal PC. Svolge un ruolo importante nei seguenti aspetti della SM:

• Stabilità: Un alimentatore di alta qualità con potenza sufficiente garantirà anni di funzionamento stabile del PC. D’altro canto, un alimentatore di bassa qualità con potenza insufficiente può rendere difficoltoso il lavoro su un PC, creando problemi difficili da diagnosticare. Basti dire che il costo di un alimentatore è circa il 2-3% del costo di un PC e che i problemi di alimentazione e raffreddamento rappresentano circa un terzo di tutti i problemi che si verificano in un PC.
• Raffreddamento: L'alimentatore contiene la ventola principale, che controlla il flusso d'aria nel case del PC. Naturalmente questa ventola è il componente principale del sistema di raffreddamento del PC.
• Economico: I nuovi alimentatori funzionano insieme al software per ridurre il consumo energetico durante i periodi di inattività.
• Possibilità di espansione PC: La potenza dell'alimentatore è uno dei fattori che determina la possibilità di aggiungere nuove unità a un PC o di passare a una scheda madre o un processore più potente.

Funzioni e segnali dell'alimentazione

La funzione principale dell'alimentatore è abbastanza semplice: convertire la tensione di rete in una forma utilizzabile dal PC. Tuttavia, deve fornire diverse tensioni, nonché alcuni segnali aggiuntivi utilizzati dalla scheda madre.

Conversione di corrente alternata in corrente continua

Nella rete elettrica funziona AC(Corrente Alternata - AC), e per alimentare il PC è necessario DC(Corrente continua - CC). Pertanto, la funzione principale di un alimentatore è convertire la corrente alternata in corrente continua. Inoltre, l'alimentatore deve fornire più livelli di tensione CC richiesti dai vari componenti del PC.

Sebbene quasi tutti gli elettrodomestici funzionino con l'alimentazione CA standard, alcuni apparecchi interni funzionano con la corrente continua. Gli esempi includono segreterie telefoniche, apparecchiature audio e, nel mondo dei PC, stampanti, modem e altri dispositivi periferici. Segni di utilizzo della corrente continua all'interno del dispositivo sono la capacità di funzionare con l'alimentazione a batteria e la presenza di un alimentatore. Vengono comunemente chiamati questi piccoli apparecchi dotati di spina elettrica e presa per elettrodomestico Adattatori CA(adattatori CA). In realtà, questi adattatori sono convertitori AC-DC.

C'è una differenza significativa rispetto agli adattatori CA e all'alimentatore del PC. Gli adattatori lo sono alimentatori lineari(alimentatori lineari) e in essi oltre il 50% dell'energia viene spesa in calore. In effetti, molti di questi adattatori si surriscaldano, il che può essere controllato manualmente. Tale inefficienza è accettabile per gli adattatori a basso consumo, ma inaccettabile per gli alimentatori dei PC.

Invece di un circuito lineare, utilizza RS alimentatori commutati(alimentatori switching). Una discussione completa dei circuiti di tali unità è piuttosto lunga e una breve descrizione è più o meno questa: un alimentatore commutato utilizza un interruttore a transistor e un circuito di feedback chiuso per produrre una tensione di uscita CC stabilizzata indipendentemente dal carico e dalla potenza. consumato dalla rete viene consumato solo nel carico.

Il vantaggio principale di un alimentatore commutato è la maggiore efficienza rispetto ad un circuito lineare (non dimenticare che un PC consuma centinaia di watt). Il secondo vantaggio è che il calore generato viene dissipato dal sistema di raffreddamento. Lo svantaggio principale di questo tipo di alimentatore è che il processo di conversione genera segnali ad alta frequenza che influenzano altri dispositivi (all'interno o all'esterno del PC). Pertanto l'alimentatore del PC è sempre racchiuso in un case metallico che funge da schermo.

Fattore di potenza Il fattore di potenza di un dispositivo è il rapporto tra la potenza effettiva utilizzata dal dispositivo e il prodotto della corrente e della tensione in ingresso. Gli alimentatori tradizionali hanno un fattore di potenza compreso tra circa 0,6 e 0,7. È importante per calcolare la potenza di un gruppo di continuità (UPS).

Tensioni di uscita standard

Per alimentare i vari componenti del PC vengono utilizzate diverse tensioni. Nel corso dei 20 anni di storia della MS, le tensioni di base sono rimaste invariate, ma alcune sono scomparse e ne sono apparse diverse nuove. L'alimentatore genera tutte le tensioni necessarie, la cui potenza dipende dal modello. Produce principalmente tensioni positive, sebbene siano presenti anche tensioni negative.

La quantità di corrente a ciascun livello di tensione è importante poiché influenza la determinazione della capacità dell'alimentatore di fornire energia sufficiente al PC. Ecco alcune informazioni sulle diverse tensioni prodotte dai moderni alimentatori:

• -12V: Questa tensione viene utilizzata in alcuni circuiti della porta seriale i cui amplificatori richiedono -12 V e +12 V. Non è richiesta in alcuni PC più recenti. La maggior parte degli alimentatori produce -12 V per compatibilità con l'hardware precedente e il carico di corrente è solitamente inferiore a 1 A.
• -5 V: Un'altra tensione arcaica utilizzata nei vecchi PC per i controller dei floppy disk e altre schede del vecchio bus ISA. Di solito viene generata per motivi di compatibilità con l'hardware più vecchio e il carico di corrente di solito non supera 1 A. Negli alimentatori con fattore di forma SFX, questa tensione non viene generata, poiché i PC con un alimentatore con fattore di forma SFX lo fanno non dispongono di slot bus ISA.
• 0 V: Questa è la massa (comune) dell'impianto elettrico RS. I segnali di terra provenienti dall'alimentatore vengono utilizzati per completare i circuiti con altre tensioni. Forniscono un riferimento per misurare le tensioni rimanenti.
• +3,3 V: Un nuovo livello di tensione per gli alimentatori moderni, disponibile nei PC con fattori di forma ATX/NLX, SFX e WTX. Inizialmente, la tensione più bassa per il processore, la memoria e altri circuiti sulla scheda madre era +5 V. A partire dalla seconda generazione di processori Pentium, per l'alimentazione è stata utilizzata una tensione inferiore di +3,3 V per ridurre la generazione di calore. Per questo motivo sono apparse le schede madri convertitori di tensione(regolatori di tensione) per ottenere +3,3 V da +5 V. Ora questa tensione è generata dall'alimentatore stesso e viene utilizzata per il processore, alcuni tipi di memoria di sistema, schede video AGP e altri circuiti.
• +5 V: I PC più vecchi utilizzavano questa tensione per la scheda madre, il processore e la maggior parte degli altri componenti del PC. Ora c'è stato un passaggio a +3,3V, ma la scheda madre e molti dei suoi componenti utilizzano ancora +5V.
• +12 V: Questa tensione è destinata principalmente ai motori di azionamento, ma anche ai ventilatori e ad altri tipi di dispositivi di raffreddamento. Non viene utilizzato sulla scheda madre, ma viene inviato agli slot del bus di sistema per tutte le schede che lo richiedono. Naturalmente gli azionamenti sono collegati direttamente all'alimentazione tramite i rispettivi connettori.

Segnale di buona potenza

Quando il PC è acceso, in circa mezzo secondo si formano tensioni stabilizzate all'uscita dell'alimentatore. Per evitare che il PC abbia livelli di tensione instabili, l'alimentatore invia un segnale speciale alla scheda madre chiamato "Power Good", "Power OK" o "PWR OK". Questo segnale si verifica dopo il test interno dell'alimentatore e indica che è possibile utilizzare l'alimentazione. Finché non viene ricevuto questo segnale, la scheda madre non avvia il PC.

Inoltre, l'alimentatore a volte rimuove il segnale Power Good, ad esempio a causa di un sovraccarico di rete. Al ripristino della tensione di rete viene inviato nuovamente il segnale Power Good che resetta il computer. Se la tensione di rete scompare per più di 15 secondi, l'alimentazione si spegne.

Il livello del segnale Power Good è +5 V con una tolleranza di 1 V in entrambe le direzioni. Tutti gli alimentatori generano questo segnale e per la maggior parte di essi viene determinato l'intervallo di tempo per ritardarlo dopo l'accensione del computer.

Segnali aggiuntivi

Alcuni alimentatori definiscono segnali aggiuntivi oltre alle tensioni di uscita standard e al segnale Power Good. Vengono presi in considerazione molti dei segnali aggiuntivi opzionale(facoltativo) per il fattore di forma. In pratica ciò significa che in molti alimentatori, soprattutto quelli economici, questi segnali mancano. Tuttavia, gli alimentatori di alta qualità li hanno ed è utile sapere cosa significano.

Nota: Affinché i segnali aggiuntivi funzionino, devono essere supportati dalla scheda madre. Questo di solito significa che dispone di una presa speciale per fornire questi segnali dall'alimentatore.

I seguenti segnali aggiuntivi sono definiti per i fattori di forma ATX/NLX:

• Disponibilità +3,3 V (+3,3 V rilevamento): Questo segnale viene utilizzato per rilevare l'alimentazione del livello di tensione di +3,3 V alla scheda madre. Consente all'alimentatore di ottimizzare l'uscita +3,3 V in caso di caduta di tensione eccessiva tra l'alimentatore e i componenti (in particolare il processore) che utilizzano +3,3 V.
• FanC: Questo segnale di controllo della ventola consente alla scheda madre di controllare la velocità della ventola dell'alimentatore. Quando il livello del segnale FanC è inferiore a 1 V, la ventola si spegne. All'aumentare del livello, la ventola ruota più velocemente e quando il livello del segnale FanC è superiore a 10,5 V, la ventola ruota alla massima velocità. Questo segnale può essere utilizzato per spegnere la ventola quando il PC è in modalità standby o spento. Consente inoltre di aumentare o diminuire la velocità della ventola a seconda della temperatura all'interno del case del PC.
• FanM: Il segnale di monitoraggio della ventola consente alla scheda madre di monitorare la velocità corrente della ventola dell'alimentatore. In particolare può essere utilizzato per avvisare l'utente del guasto della ventola di raffreddamento principale dell'alimentatore.
• 1394V e 1394R: Questi due segnali forniscono una tensione separata e non regolata per le periferiche IEEE-1394 (“FireWire”). Questa tensione non viene utilizzata dalla scheda madre.

Per il fattore di forma SFX, è definito solo un segnale aggiuntivo "Fan ON/OFF", che è equivalente al segnale "FanC" del fattore di forma ATX discusso in precedenza.

Il fattore di forma WTX ha diversi segnali aggiuntivi. Tra questi ci sono i vecchi segnali +3.3 V Sense, FanC e FanM, oltre a diversi nuovi:

• Modalità passiva (Sonno): Commuta l'alimentatore in modalità passiva ("ibernazione"). Utilizzato per risparmiare energia e utilizzato insieme al segnale di accensione.
• +3,3 VAUSILIARIO: Si tratta di un segnale di standby da +3,3 V, simile al segnale di standby da +5 V definito per lo standard ATX "Soft Power".
• Disponibilità di +5 V (+5 V Sense): Simile a +3,3 V Sense, ma progettato per +5 V. Il fattore di forma WTX fornisce anche linee di terra separate (chiamate ritorni) per le linee di presenza di tensione.

Componenti dell'alimentazione

Il "riempimento" specifico di un alimentatore dipende dal suo fattore di forma e dalle caratteristiche di progettazione, ma la maggior parte degli alimentatori ha gli stessi componenti generali esterni e interni.

Avvertimento: All'interno degli alimentatori sono presenti tensioni elevate pericolose. Possono essere aperti solo dopo una formazione specifica. Anche quando l'alimentazione è scollegata, possono rimanere presenti tensioni pericolose per un certo periodo di tempo.

Alloggiamento e copertura

Ogni alimentatore per PC è racchiuso in una custodia metallica e dispone di una copertura metallica. Il coperchio è solitamente fissato con viti e può essere rimosso. Il case dell'alimentatore, come il case del PC, svolge diverse funzioni.

Il case isola i componenti interni dell'alimentatore dal resto del PC. In particolare previene le emissioni di interferenze tipiche degli alimentatori commutati, che possono influenzare i componenti interni ed esterni al PC. I singoli possessori di PC dovrebbero considerare l'alimentatore una "scatola nera" che non richiede assistenza da parte loro.

Il design del case e della cover è importante perché influisce sul raffreddamento dei componenti dell'alimentatore e, in una certa misura, dell'intero PC. Il telaio è dotato di prese d'aria per consentire alla ventola di fornire flusso d'aria ai componenti critici dell'alimentatore.

Avvertimento: La maggior parte delle aziende invaliderà la garanzia sull'alimentatore (e possibilmente sull'intero PC) se l'utente apre l'alimentatore.

Cavo di alimentazione e connettore dell'adattatore

Cavo di alimentazione standard per PC (sono mostrate entrambe le estremità)

Quasi tutti i PC sono dotati di un cavo di alimentazione nero standard, che collega un'estremità (la femmina) all'alimentatore e l'altra (la spina) alla presa elettrica. Il cavo di alimentazione è rimasto praticamente invariato dai tempi dei primi PC. Tutti i cavi di alimentazione sono progettati per essere collegati con tre fili.

Avvertimento: La mancanza di connessione a terra rende il PC potenzialmente pericoloso.

Alcuni alimentatori, soprattutto quelli più vecchi, dispongono di un connettore "loop-through" sul retro al quale è possibile collegare il cavo di alimentazione del monitor. In questo caso, il monitor viene acceso e spento utilizzando l'interruttore di alimentazione del PC. Questa funzionalità era disponibile nei vecchi alimentatori con fattori di forma PC/XT, AT e Baby AT e consentiva al PC di utilizzare una sola presa di corrente. Nell'immagine l'interruttore rosso al centro seleziona la tensione di rete. Notare i parametri della corrente di ingresso sul lato destro.

Nota: L'alimentatore del PC non fornisce le tensioni di uscita al monitor quando si utilizza il connettore pass-through. Questo connettore è destinato esclusivamente ad accendere e spegnere il monitor contemporaneamente al PC (e risparmiare una presa di corrente).

Interruttore di alimentazione

Nei vecchi case con fattore di forma PC/XT, l'interruttore di alimentazione era situato sul lato destro del case. In effetti, si trovava nell'alimentatore stesso. Questa posizione dell'interruttore di alimentazione era scomoda per gli utenti.

A partire dal formato AT è stato utilizzato un interruttore di alimentazione remoto collegato all'alimentazione tramite un cavo. L'interruttore si trovava solitamente sul lato anteriore del case.

Il cavo dell'interruttore remoto è dotato di quattro fili (un quinto filo di terra è opzionale). Una coppia di fili (marrone e blu) andava al cavo di alimentazione sul retro dell'alimentatore. La seconda coppia (bianco e nero) collegava l'interruttore ai circuiti di alimentazione. All'accensione il filo marrone era collegato al nero e il blu al bianco, quindi l'alimentatore veniva alimentato con la tensione di rete. I fili erano collegati al connettore sull'interruttore.

Avvertimento: I fili marrone e blu che vanno all'interruttore di alimentazione sui computer AT portano 110 V (o 220 V) quando collegati a una presa di corrente, anche quando il computer è spento. Non è possibile lavorare all'interno del PC quando il cavo di alimentazione è collegato a una presa di corrente.

Avvertimento: Commutazione vapore i fili da un lato all'altro del connettore dell'interruttore non causeranno problemi se si scambia il filo nero con quello marrone e quello bianco con quello blu. Tuttavia, se si scambia accidentalmente il nero con il blu e il bianco con il marrone, il risultato sarà una miccia bruciata e persino del fumo!

A partire dal fattore di forma ATX/NLX, il modo in cui funziona l'interruttore di alimentazione è completamente cambiato. Invece di un interruttore fisico collegato all'alimentazione, i PC moderni utilizzano un interruttore di alimentazione elettronico. Si collega alla scheda madre e fornisce il cosiddetto cibo morbido(potere morbido). Ad esempio, su un PC con fattore di forma ATX, premendo il pulsante di accensione del PC non si accende l'alimentatore, ma si invia una "richiesta" di accensione del PC alla scheda madre. Di conseguenza, il design dell'interruttore è stato semplificato e attraverso i conduttori vengono trasmessi solo segnali a bassa corrente.

Quando si spegne l'alimentazione, è necessario tenere conto di una caratteristica del "soft power". Supponiamo che il PC funzioni senza la presenza di persone. Quando si spegne l'alimentazione, il PC si spegne. Lasciare che la tensione di alimentazione venga ripristinata dopo alcune ore. Un PC con un vecchio interruttore meccanico si accende immediatamente non appena l'alimentatore inizia a funzionare. Tuttavia, su un PC dotato di alimentatore con fattore di forma ATX/NLX, SFX o WTX, l'alimentatore non si accende, in attesa di un segnale dalla scheda madre. Per i singoli utenti di PC questo non è un problema, ma risulta essere un problema serio per i server che funzionano senza la presenza di persone. Per risolvere questo problema, alcuni alimentatori di alta qualità includono a riavvio automatico(riavvio automatico), che accende il computer quando rileva il ripristino della tensione di rete.

Selettore di tensione esterno

Gli alimentatori per PC sono progettati per tensioni di rete di 110 V, 220 V o entrambe. In quest'ultimo caso, sul retro dell'alimentatore è presente un interruttore (selettore) che controlla la tensione utilizzata. Gli alimentatori più costosi rilevano automaticamente la tensione di rete disponibile.

Avvertimento: Prima di accendere il PC per la prima volta, è necessario assicurarsi che il selettore della tensione esterna sia nella posizione corretta.

Circuiti di conversione della tensione

I componenti dell'alimentatore sono solitamente montati su un circuito stampato. Tutti i cavi di ingresso e uscita dell'alimentatore sono collegati a questa scheda. Nell'immagine puoi vedere un blocco luminoso in basso a destra: si tratta di un dissipatore di calore per il raffreddamento di alcuni componenti. I fili vanno all'interruttore di alimentazione remoto (possono essere identificati dal colore).

I circuiti interni eseguono la conversione da CA a CC ed eseguono altre funzioni dell'alimentatore. Nei nuovi alimentatori, la maggior parte dei componenti sono realizzati sotto forma di microcircuiti. La ventola dell'alimentatore viene utilizzata per raffreddare i componenti.

Connettori di alimentazione della scheda madre

I collegamenti tra l'alimentatore e la scheda madre sono tra i più importanti in un PC.

Con il loro aiuto vengono trasmesse tensioni di alimentazione e altri segnali. I PC con fattori di forma diversi utilizzano connettori diversi.

La maggior parte dei cavi che collegano l'alimentatore e la scheda madre sono in rame, che ha una buona conduttività e flessibilità. Il parametro più importante di un filo è la sua sezione trasversale, poiché la resistenza di un filo è inversamente proporzionale alla sua sezione trasversale. Lo spessore dei fili è determinato dalla potenza trasmessa attraverso di essi. La maggior parte dei connettori sulle schede madri sono progettati per più fili che forniscono i livelli di tensione principali.

Diametro (mm) Area trasversale (mmq) Corrente massima approssimativa (A)

Negli Stati Uniti, lo spessore dei fili è determinato dallo standard American Wire Gauge (AWG). Più basso è il numero AWG, più grande è il filo. Questi numeri vanno da 0 (e anche sotto 0) a 50, ma per i PC i numeri vanno solitamente da 8 a 24. I connettori della scheda madre in genere utilizzano numeri di filo AWG 16, 18, 20 o 22. La tabella a sinistra mostra queste quattro dimensioni e i loro parametri. Si noti che i numeri non sono correlati linearmente alla dimensione del filo; ad esempio, il cavo AWG 16 ha una sezione trasversale quasi quattro volte quella del cavo AWG 22. Esistono standard che specificano i colori dell'isolamento dei cavi per renderli più facili da identificare. La maggior parte dei produttori aderisce a questi standard.

Le seguenti illustrazioni mostrano le configurazioni dei pin del connettore per vari fattori di forma. Ogni diagramma mostra i pin sul connettore di alimentazione nel loro orientamento corretto. Il colore di ciascun pin corrisponde al colore del filo standard per quel pin. All'esterno del contorno rettangolare di ciascun connettore, accanto al pin, vengono mostrate la dimensione AWG consigliata per il filo adatto a quel pin e il nome del segnale o della tensione. Si noti che i diagrammi Non in scala e mostrato dal lato del connettore di alimentazione. Per i connettori con due colonne, il connettore corrispondente della scheda madre avrà i contatti in “immagine speculare”.

Diamo un'occhiata ai connettori, iniziando dai fattori di forma più vecchi. I fattori di forma PC/XT, AT, Baby AT e LPX utilizzavano tutti la stessa coppia di connettori a 6 fili, chiamati connettori AT. In genere i connettori erano etichettati "P8" e "P9" (etichettatura originale IBM) o "P1" e "P2". (In effetti, il PC/XT non ha un segnale +5V sul pin n. 2 di P8.)

Il problema più grande con questi connettori di alimentazione era che ce n'erano due ed erano entrambi della stessa dimensione e forma. Entrambi i connettori avevano delle chiavi, quindi era impossibile inserirli al contrario, ma era possibile mescolarli. In questo caso, i fili di terra finiscono dove la scheda madre attende la tensione di rete e viceversa, il che porta a conseguenze catastrofiche. Pertanto lo staff tecnico ha formulato rapidamente la seguente regola: “fili neri insieme e al centro”.

Connettore di alimentazione principale ATX/NLX (cavi AWG 18)

A partire dagli alimentatori ATX/NLX, Intel ha eliminato il potenziale rischio di confusione P8/P9 implementando la connessione principale in un unico punto e utilizzando solo forme diverse per tutte le altre connessioni tra l'alimentatore e la scheda madre. Questi connettori sono chiamati connettori "stile ATX". Il collegamento all'alimentazione principale utilizza un connettore a 20 pin con un foro quadrato per il pin n. 1 e fori rotondi per i restanti 19 pin.

Inoltre, la specifica ATX (versione 2.03) definisce un connettore opzionale a 6 fili (in una configurazione 1x6) e un connettore opzionale a 6 fili (in una configurazione 2x3). Il connettore aggiuntivo è progettato per schede madri con elevato consumo energetico (250 W o più); contiene fili più spessi (AWG 16) per tensioni di alimentazione +3,3 V e +5 V. Viene fornito un connettore opzionale per segnali aggiuntivi.

Il connettore di alimentazione principale SFX è molto simile al connettore ATX. L'unica differenza è che manca il pin n. 18, poiché le specifiche SFX non specificano un segnale -5 V. Il connettore SFX opzionale è simile al connettore ATX corrispondente, ma fornisce solo un segnale ON/OFF della ventola sul pin n. 2. Non è presente alcun connettore aggiuntivo per l'alimentatore SFX, poiché non è progettato per una potenza significativa.

Poiché il fattore di forma WTX è progettato per le workstation, dispone di un gran numero di connessioni per trasportare la notevole corrente generata dall'alimentatore. Pertanto gli alimentatori WTX hanno un'interfaccia completamente diversa con la scheda madre. I due connettori primari sono un connettore "primario" a 24 pin ("P1") e un connettore "secondario" a 22 pin ("P2"). Nonostante il nome "opzionale" il connettore P2 è in realtà necessario, poiché qui si concentrano tutti i segnali di controllo.

Oltre ai connettori considerati, vengono definiti altri tre connettori. Il connettore P3 è un connettore opzionale a 8 pin (vengono utilizzati 6 pin) che fornisce +12 V a moduli di alimentazione opzionali o convertitori CC-CC per processori aggiuntivi e/o moduli di memoria. I connettori P4 e P5 sono connettori opzionali a 6 pin con lo stesso scopo (per schede madri con più processori).

Nota: Oltre ai connettori discussi sopra, i nuovi fattori di forma che supportano il "soft power" dispongono di una connessione tra l'interruttore di alimentazione sul case del PC e la scheda madre.

Guidare i connettori di alimentazione

Connettore del disco rigido

L'alimentatore fornisce alimentazione diretta a dischi rigidi interni, dischi floppy, CD/DVD e altre unità utilizzando connettori a 4 fili collegati al retro di ciascuna unità. I quattro fili sono di alimentazione +4 V e +12 V e due fili di terra.

Esistono due stili principali di connettori. Il connettore più grande, spesso chiamato Molex (dal nome dell'azienda), è caratterizzato dalla forma a D del connettore stesso e viene utilizzato per la maggior parte dei dispositivi di archiviazione interni, inclusi dischi rigidi, CD/DVD, Zip e altri supporti rimovibili, nonché come unità floppy più vecchie. Unità floppy da 5,25". Il connettore più piccolo, spesso chiamato "mini-plug", viene utilizzato per un'unità floppy da 3,5". Inoltre ha una chiave diversa rispetto al connettore più grande ed è effettivamente fissato con un morsetto.

Il numero di connettori negli alimentatori varia notevolmente, da 3-4 a una dozzina. In generale, quanto più potente è l'alimentatore, tanti più connettori possiede. Quando non ci sono abbastanza connettori, puoi usare uno splitter a Y. Tali splitter vengono sempre più utilizzati nei PC più recenti, che non solo hanno più unità, ma anche più ventole e dispositivi di raffreddamento, spesso collegati tramite il connettore di alimentazione dell'unità. Naturalmente lo splitter a Y non aumenta la potenza dell'alimentatore.

La maggior parte dei PC è dotata di un solo mini-plug perché dispone di una sola unità floppy. Se hai bisogno di due mini-spine, puoi utilizzare un semplice adattatore per convertire una spina di tipo grande in una piccola.

La ventola dell'alimentatore di solito ha una connessione interna, ma ogni ventola aggiuntiva richiede un connettore dell'unità. I ventilatori di solito non consumano una quantità significativa di energia. Le unità RAID sostituibili a caldo non utilizzano connettori del disco convenzionali. Le unità vengono inserite in alloggiamenti speciali e collegate tramite un connettore integrato che consente la rimozione delle unità durante il normale funzionamento del sistema.

Ventola dell'alimentatore

Uno dei componenti importanti dell'alimentatore è la ventola. Già nei primi PC costituiva la principale fonte di raffreddamento dell'intero PC. Naturalmente, i PC moderni dispongono di altri mezzi di raffreddamento, comprese ventole aggiuntive e refrigeratori processori (più freddi), ma la ventola dell'alimentatore fornisce un contributo significativo al raffreddamento del PC.

La ventola si trova solitamente sul retro dell'alimentatore e presenta fori speciali. La maggior parte dei motori dei ventilatori funziona a +12 V; Il conduttore rosso fornisce +12 V e il conduttore nero fornisce terra.

La maggior parte dei nuovi PC dispone di ventole aggiuntive per raffreddare meglio i componenti del PC. Di solito sono montati in punti speciali lungo il perimetro del case del PC. Le dimensioni standard delle ventole sono 80x80 mm, ma sono disponibili anche ventole di altre dimensioni.

La qualità dei ventilatori è fortemente influenzata dalla progettazione dei motori e, in particolare, dai cuscinetti del motore. Solitamente vengono utilizzati cuscinetti a sfere di lunga durata che funzionano in modo affidabile per molti anni.

Un altro indicatore qualitativo di un ventilatore è il volume d'aria trasferito per unità di tempo. In genere viene fornita questa cifra piedi cubi al minuto(Piedi cubiti al minuto - CFM). Più alto è questo indicatore, maggiore è il lavoro svolto dalla ventola. La velocità della ventola in alcuni PC viene controllata utilizzando i segnali FanC, FanM e/o Fan On/Off. Molti alimentatori dispongono anche del controllo automatico della ventola termica: la velocità della ventola aumenta o diminuisce a seconda della temperatura interna dell'alimentatore senza l'intervento di altri componenti del PC. La figura a sinistra mostra una ventola a bassa rumorosità (silincer), collegata tramite un connettore dell'unità disco.

Con ogni probabilità, la ventola dell'alimentatore si guasterà prima degli altri componenti. Una causa comune di guasto è la polvere che entra nel motore. Il tempo medio tra i guasti è notevolmente ridotto quando il PC viene utilizzato in un ambiente polveroso o sporco o a causa di un lungo intervallo tra la pulizia del PC. Quando una ventola si guasta, si verifica un surriscaldamento sia nei componenti dell'alimentatore stesso che in altri componenti del PC. Un computer dotato di segnale di controllo della ventola FanM può rilevare un guasto della ventola e avvisare l'utente con un segnale acustico o spegnere il PC. Il surriscaldamento può essere rilevato anche dai circuiti di controllo della temperatura all'interno del case del PC.

La ventola sembra essere l'unico componente che può essere sostituito dall'utente finale (anche se questo non è consigliato a causa della necessità di aprire l'alimentatore). Durante la sostituzione, è meglio utilizzare lo stesso tipo di ventola guasta. Per evitare di aprire l'alimentatore, è possibile utilizzare una ventola esterna che si collega direttamente alla presa di corrente. Queste ventole abbastanza potenti sono progettate per migliorare l'ambiente interno della ventola anche quando è in funzione.

L'ultima domanda riguarda la direzione in cui la ventola dell'alimentatore “muove” l'aria. I vecchi alimentatori PC/XT, AT, Baby AT e LPX "spingevano" l'aria fuori dal case del PC. Tuttavia, a partire dal processore Intel 486, il processore richiedeva un raffreddamento separato. Per fare ciò, Intel ha sviluppato il fattore di forma ATX, in cui la direzione dell'aria viene modificata e l'alimentatore viene spostato sul bordo del case dell'alimentatore per utilizzare la ventola dell'alimentatore e raffreddare il processore. Successivamente, quando si è scoperto che il processore richiedeva un raffreddamento speciale e che la ventola dell'alimentatore "guida" l'aria già riscaldata, Intel ha reso facoltativa la direzione (e la posizione) della ventola.

Una ventola che "aspira" l'aria nel case del PC ha un netto vantaggio rispetto a una ventola che "spinge" l'aria fuori. Nel secondo caso, l'aria fuoriesce attraverso tutti i fori e le fessure del case, mentre nel primo l'aria entra attraverso l'ingresso della ventola dell'alimentatore. Se inserisci un filtro in questo foro, puoi ridurre drasticamente il flusso di polvere e sporco nel case del PC.

Fusibile

Alcuni alimentatori sono dotati di un fusibile integrato. Deve proteggere il circuito di alimentazione da danni in caso di sovraccarico. Un fusibile “bruciato” può essere sostituito e successivamente l'alimentatore dovrebbe funzionare correttamente. Sfortunatamente, molti alimentatori per PC non dispongono di fusibili. Inoltre in alcuni alimentatori il fusibile è “nascosto” all'interno del case dell'alimentatore e per sostituirlo è necessario aprire il coperchio dell'alimentatore. Si consiglia pertanto di verificare se il PC dispone di un fusibile sostituibile dall'utente.

Fattori di forma dell'alimentatore

Concetto fattore di forma Il fattore di forma di un alimentatore si riferisce al suo design e alle sue dimensioni complessive. Il fattore di forma dell'alimentatore deve corrispondere ai fattori di forma del case del PC e della scheda madre. Non parlano molto dei fattori di forma degli alimentatori, poiché di solito sono integrati nei case di sistema e quindi parlano di più dei fattori di forma dei case. Tuttavia, questa situazione sta cambiando poiché viene prestata maggiore attenzione agli alimentatori. Inoltre, gli alimentatori con nuovi fattori di forma possono spesso funzionare con più tipi di case e viceversa. Questa sezione contiene informazioni dettagliate sui fattori di forma degli alimentatori di PC moderni e vecchi e fornisce anche una loro valutazione comparativa.

Fattore di forma PC/XT

Gli alimentatori del primo PC IBM e del suo successore, l'IBM PC/XT dotato di disco rigido, utilizzavano lo stesso fattore di forma. Questi PC desktop posizionavano l'alimentatore nella parte posteriore del case, sul lato destro, e utilizzavano un interruttore su/giù per controllarlo. Ricordiamo che IBM ha deciso di realizzare l'architettura del suo PC aprire in modo che altri produttori possano produrre alimentatori con forme e dimensioni simili. Di conseguenza, è nato il primo fattore di forma “standard” per il PC. L'alimentatore aveva dimensioni di 222 mm (larghezza), 100 mm (altezza) e 142 mm (profondità).

I computer PC/XT venivano forniti solo nelle versioni desktop. Contengono due unità floppy da 5,25" e hanno un'espandibilità limitata. L'alimentatore IBM/PC era di soli 63 W. Il PC/XT ha introdotto un disco rigido e ha aumentato l'alimentatore a 130 W. Gli alimentatori stessi erano pesanti e grandi, poiché utilizzavano vecchi componenti. Naturalmente, gli alimentatori venivano utilizzati con case e schede madri che avevano un formato PC/XT. Il formato PC/XT dell'alimentatore è noto per una coppia di connettori a 6 pin sulla scheda madre. che sono stati mantenuti nei fattori di forma PC/XT.

Fattore di forma AT

Nel 1984 apparve il computer IBM PC/AT e in alcuni contesti è ancora utilizzata l'abbreviazione AT (Advanced Technology). Il design fisico complessivo dell'alimentatore di questo computer somigliava a quello dei modelli PC e XT, ma a causa delle sue dimensioni leggermente modificate, si ritiene che abbia definito un nuovo fattore di forma. Molti produttori hanno iniziato a produrre sistemi compatibili con AT e con essi alimentatori con fattore di forma AT. La potenza del nuovo alimentatore era di 192 W e aveva dimensioni di 213 mm (larghezza), 150 mm (altezza) e 150 mm (profondità). L'alimentatore è stato utilizzato con case con fattore di forma AT e con schede madri con fattori di forma AT e Baby AT. Aveva gli stessi connettori sulla scheda madre e gli stessi connettori per le unità disco dell'alimentatore PC/XT.

Il fattore di forma AT ha introdotto per la prima volta i case di tipo tower nel mondo dei PC. L'alimentatore per il case del desktop e per il tower interno era esattamente lo stesso. L'unica differenza riguardava l'interruttore di accensione. L'alimentatore desktop utilizzava lo stesso interruttore rosso del PC e dell'XT e la torre presentava per la prima volta un interruttore di alimentazione remoto. I cavi di controllo passavano attraverso lo stesso foro nella custodia dell'alimentatore utilizzato per i cavi della scheda madre e i connettori delle unità. Naturalmente il formato AT è ormai obsoleto, anche se molti computer sono ancora in uso. Questo fattore di forma è stato sostituito pochi anni dopo dal fattore di forma più avanzato Baby AT.

Fattore di forma Baby AT

Il nome Baby AT deriva dal fatto che questo fattore di forma era una versione più piccola del fattore di forma AT. Aveva la stessa altezza e profondità, ma era quasi 2 pollici più stretto. L'alimentatore può essere utilizzato nei case con fattori di forma Baby AT e AT full-size sia nei case desktop che tower. In effetti, il form factor Baby AT è stato molto popolare per dieci anni: dal 1985 al 1995, una parte significativa dei PC è stata prodotta con questo form factor, sebbene molti di essi utilizzassero anche il nuovo form factor LPX.

Gli alimentatori Baby AT sono stati utilizzati nei case desktop e tower; differivano solo per l'interruttore di accensione. Molto rapidamente, gli alimentatori per case tower iniziarono ad essere utilizzati nei PC desktop, poiché molti utenti trovarono più conveniente avere un interruttore di alimentazione sul pannello frontale piuttosto che sul lato.

Nei nuovi PC, questo fattore di forma è stato sostituito dal fattore di forma ATX e da altri fattori di forma. Tuttavia, milioni di PC utilizzano ancora gli alimentatori Baby AT.

Fattore di forma LPX

Insieme al fattore di forma Baby AT, si è diffuso anche il fattore di forma LPX (le lettere LP significano a basso profilo - piatto). Gli stessi alimentatori LPX erano spesso chiamati slimline. L'obiettivo principale nello sviluppo di questo fattore di forma era ridurre le dimensioni. In particolare, l'altezza dell'alimentatore è stata notevolmente ridotta, il che ha permesso di creare PC consumer compatti. Le dimensioni dell'alimentatore erano: 150 mm (larghezza), 86 mm (altezza) e 140 mm (profondità). I connettori dell'alimentatore LPX erano gli stessi di quelli del Baby AT e AT.

Sebbene non siano mai stati riconosciuti come standard, gli alimentatori LPX sono diventati lo standard de facto. Grazie alle loro dimensioni ridotte e alla comoda forma rettangolare, erano ampiamente utilizzati nelle custodie Baby AT e persino nelle custodie AT a grandezza naturale. Milioni di questi alimentatori sono ancora in uso oggi.

Fattore di forma ATX (NLX)

Quando Intel lo introdusse nel 1995, il fattore di forma ATX si rivelò il cambiamento più significativo nel design dei PC sin dal suo inizio. Diversi anni dopo, il formato ATX e le sue varianti sono ormai diventati lo standard per una parte significativa del mercato dei PC. Inoltre, il nuovo fattore di forma NLX delle schede madri e dei case è stato progettato per un alimentatore ATX, poiché Intel voleva evitare l'emergere di un nuovo fattore di forma degli alimentatori. Pertanto, a volte il fattore di forma ATX è chiamato fattore di forma ATX/NLX.

Esternamente, l'alimentatore ATX era simile all'alimentatore LPX per dimensioni e posizionamento dei componenti. La differenza esterna più importante riguardava la rimozione del connettore passante per il monitor, poiché i monitor moderni sono dotati di un proprio cavo di alimentazione. Le dimensioni dell'alimentatore ATX sono: 114 mm (larghezza), 86 mm (altezza) e 86 mm (profondità).

Tuttavia, internamente, il fattore di forma ATX era completamente diverso dai fattori di forma precedenti. L'alimentatore ATX differiva dagli standard Baby AT e LPX nei seguenti aspetti:

• Questa norma: Il fattore di forma ATX era uno standard ufficiale, in contrapposizione agli standard de facto dei fattori di forma precedenti. Le specifiche dettagliate per ATX e altri nuovi fattori di forma possono essere trovate nel file http://www.teleport.com/~ffsupprt/spec/index.htm
• Alimentazione +3,3 V: L'alimentatore ATX produce per la prima volta una tensione di alimentazione di +3,3 V, rendendo superflui i convertitori di tensione sulla scheda madre.
• "Potere morbido": L'alimentatore ATX ora dispone di +5 segnali di standby e di accensione. Con l'avvento di questi segnali, il modo in cui funziona l'interruttore di alimentazione è cambiato, il che ha reso possibile implementare una funzione di "soft power" con funzionalità come lo spegnimento del PC da parte del sistema operativo.
• Segnali aggiuntivi: Lo standard ATX definisce diversi segnali aggiuntivi utilizzati per il controllo della ventola, la compatibilità del bus IEEE 1394, ecc.
• Nuovi connettori sulla scheda madre: Per il fattore di forma ATX, Intel ha definito nuovi connettori sulla scheda madre che sono rimasti invariati per 15 anni nei fattori di forma PC/XT, AT, Baby AT e LPX. Per motivi di compatibilità, alcune schede madri includevano connettori nuovi e vecchi.
• Modifica del posizionamento e della direzione della ventola: Uno degli obiettivi delle specifiche ATX era cambiare il modo in cui funziona la ventola dell'alimentatore. Quando fu introdotto l'ATX, le ventole di raffreddamento erano diventate lo standard per i nuovi processori. Invece di "soffiare" l'aria fuori dal case del PC, Intel ha deciso di utilizzare una ventola per raffreddare direttamente il processore. La ventola ha iniziato a funzionare in una direzione diversa ("aspira" aria nel case del PC) ed è stata posizionata vicino al processore. È diventato possibile mantenere una migliore pulizia all'interno del case del PC utilizzando un filtro.
  Purtroppo non è stato possibile risolvere radicalmente il problema del raffreddamento del processore. I nuovi processori generavano sempre più calore e l'aria che scorreva attraverso il processore veniva riscaldata dai componenti dell'alimentatore stesso. Pertanto, nella nuova specifica ATX, la direzione della ventola non era definita in modo rigoroso. Negli alimentatori ATX più recenti, la ventola è posizionata al vecchio posto e "sfiata" l'aria fuori dal case del PC.

Gli alimentatori ATX sono ampiamente utilizzati. Originariamente progettati per case ATX e schede madri ATX (e mini-ATX), gli alimentatori ATX vengono ora utilizzati nei sistemi NLX, così come nei case microATX se sono sufficientemente grandi. I connettori principali sulla scheda madre per alimentatori con fattori di forma ATX e SFX sono quasi gli stessi.

Fattore di forma SFX

Nel tentativo di sviluppare PC sempre più piccoli, Intel ha annunciato nel 1997 un nuovo fattore di forma microATX, basato sul fattore di forma ATX originale. Nel 1999, ha rilasciato l'addendum FlexATX alla specifica microATX, che delineava i piani per sviluppare uno standard per case e schede madri ancora più piccoli. Nessuno di questi fattori di forma includeva le specifiche dell'alimentatore. Intel ha invece sviluppato il fattore di forma dell'alimentatore SFX che microATX e FlexATX potrebbero utilizzare.

La specifica SFX definisce una configurazione predefinita e diverse opzioni. Un normale alimentatore SFX è largo 100 mm, alto 63,5 mm e profondo 125 mm. Ha una ventola di raffreddamento da 60 mm. Una configurazione opzionale consente di posizionare una ventola da 80 mm sopra l'alimentatore, garantendo un migliore raffreddamento. In questo caso l'altezza dell'alimentatore aumenta di circa 10 mm. Un'altra opzione specifica un alimentatore "ultra-piccolo" con dimensioni di 100 x 50 x 125 mm e una ventola da 40 mm, progettata per raffreddare solo l'alimentatore.

L'alimentatore SFX è sostanzialmente intercambiabile con l'alimentatore ATX. Il connettore principale a 20 pin non ha la stessa forma e dimensioni del connettore ATX. Una differenza è che le specifiche dell'alimentatore SFX non richiedono la compatibilità a -5 V. Questa tensione è richiesta solo per la compatibilità del bus ISA e Intel vuole rimuovere questo bus dal PC. I PC con alimentatori SFX e che richiedono -5 V devono generarlo sulla scheda madre. La specifica dell'alimentatore SFX richiede che l'alimentatore controlli la velocità della ventola in base alla temperatura, ma il connettore SFX opzionale sulla scheda madre fornisce un segnale di accensione/spegnimento della ventola.

La potenza in uscita dell'alimentatore SFX è di 90 W. È sufficiente per piccoli PC con processori a basso consumo e diverse periferiche, ma le opzioni di espansione sono limitate. Fortunatamente, alcuni produttori producono alimentatori SFX con una potenza in uscita molto più elevata.

Fattore di forma WTX

Il fattore di forma WTX è stato sviluppato da Intel nel 1998 ed è rivolto alle workstation. Definisce lo standard per schede madri, case e alimentatori ed è completamente diverso dai fattori di forma precedenti. Si basa su un principio modulare, rivolto a grandi sistemi multiprocessore. Il sistema è fisicamente suddiviso in “zone” separate nelle quali vengono implementate varie funzioni. La scheda madre è montata su un circuito dedicato, consentendo di progettare schede senza essere vincolati dai fori di montaggio. L'alimentatore è stato completamente riprogettato per soddisfare le esigenze dei nuovi sistemi più grandi. Le specifiche del fattore di forma WTX sono disponibili sul sito Web http://www.wtx.org.

Gli alimentatori WTX sono grandi e potenti. Le specifiche richiedono alimentatori da 460 W, 610 W e 800 W, ma sono possibili anche altri. Le dimensioni dell'alimentatore da 500 W con una ventola sono: larghezza 150 mm, altezza 86 mm e profondità 230 mm. Per alimentatori più potenti, si consiglia di utilizzare due ventole, che aumentano la larghezza a 224 mm.

I connettori della scheda madre per WTX sono completamente diversi da ATX e SFX. La connessione principale avviene tramite due grandi connettori da 46 contatti (di cui 6 riservati per il futuro). Sono inoltre disponibili diversi connettori opzionali per alimentare processori aggiuntivi e altri dispositivi. L'alimentatore WTX genera anche numerosi segnali aggiuntivi specifici ed è progettato per case WTX e schede madri WTX. Di solito ha molti slot per unità disco e disposizioni speciali per il montaggio di alloggiamenti RAID.

Confronto dei fattori di forma dell'alimentatore

La tabella seguente fornisce un riepilogo dei fattori di forma dell'alimentatore. Vengono fornite le dimensioni, lo stile comune del sistema e i tipi di connettori sulla scheda madre. La designazione AT/ATX Combo si riferisce ai case progettati per alimentatori AT o ATX e schede madri con connettori AT e ATX.

Nota: Gli alimentatori SFX e ATX sono generalmente intercambiabili perché i loro connettori a 20 pin sulla scheda madre sono quasi identici. Tuttavia, l'alimentatore non genera la tensione di -5 V che potrebbe essere necessaria nei PC che utilizzano schede di espansione del bus ISA.

Fattore di forma	Dimensioni tipiche (L x P x A, mm)	Stile regolare	Connettori sulla scheda madre	Conformità al fattore di forma del caso	Conformità del fattore di forma scheda madre
		Desktop
		Da tavolo o torre
		Da tavolo o torre		Combinazione AT, AT, AT/ATX per bambini	AT, Baby AT, AT/ATX combinato
		Desktop		LPX, alcuni Baby AT, AT/ATX Combo	Combo LPX, AT, Baby AT, AT/ATX
		Da tavolo o torre		ATX, Mini-ATX, ATX esteso, NLX, microATX, AT/ATX combinato	ATX, Mini-ATX, ATX esteso, NLX, microATX, FlexATX
	100x125x63,5 *	Da tavolo o torre			microATX, FlexATX, ATX, Mini-ATX, NLX
	150 x 230 x 86 (1 ventola) 224 x 230 x 86 (2 ventole)

*Configurazione standard, esclusa ventola aggiuntiva sulla parte superiore.

Uscite e parametri degli alimentatori

Questa sezione discute in dettaglio le questioni relative alla potenza di uscita e ai parametri degli alimentatori. Vengono inoltre discussi i requisiti di alimentazione del PC, la potenza di picco e il carico degli alimentatori.

Potenza in uscita

Quando si parla di potenza di un alimentatore, di solito si intende un certo numero di watt. Naturalmente, questo è un parametro conveniente, ma sfortunatamente è piuttosto vago e impreciso. Acquistare un alimentatore in base ai suoi "watt" è come acquistare un'auto basandosi solo sulla potenza del motore senza tenere conto di altri fattori importanti. In entrambi i casi questo parametro è importante, ma in pratica non è l'unico di cui tenere conto.

Cominciamo guardando cosa significa questo parametro. Prendiamo ad esempio un alimentatore da “300 W”. Cosa mostra realmente questo numero? Questo è comune massimo potenza di uscita di tutte le tensioni fornite dall'alimentatore. Per la corrente continua, il calcolo della potenza si riduce a moltiplicare la tensione in volt per la corrente in ampere. Tuttavia, gli alimentatori ne producono diversi vari tensioni, quindi conoscere il numero totale di watt non è sufficiente.

Le specifiche di uscita dell'alimentatore contengono tutte le tensioni prodotte dall'alimentatore e le correnti per ciascuna tensione. (Di solito vengono fornite anche le informazioni sull'output di picco e sul carico minimo.) Questo elenco viene talvolta chiamato distribuzione del potere(distribuzione dell'energia) alimentazione. Ogni tensione viene utilizzata nel PC per scopi diversi, quindi è importante controllare i valori di corrente per ciascuna tensione e non basarsi solo sui watt totali dell'alimentatore. È inoltre possibile utilizzare la distribuzione dell'energia per calcolare la potenza totale dell'alimentatore e confrontarla con quelle pubblicate. Il calcolo dipende dal fattore di forma dell'alimentatore e, in particolare, dal fatto che l'alimentatore produca +3,3 V.

Tensione di uscita Corrente massima (A) Massimo. energia 144 + 150 + 1.5 + 12 = 307.5

Per i fattori di forma PC/XT, AT, Baby AT e LPX che non hanno +3,3 V, moltiplicando ciascuna tensione per la corrente massima si ottiene un'uscita di alimentazione totale approssimativa. Naturalmente, per le tensioni negative i prodotti devono essere sommati anziché sottratti. La tabella mostra un esempio di distribuzione della potenza di un alimentatore AT da 300 W reale. Si può vedere che il risultato è abbastanza vicino al parametro delle specifiche dell'alimentatore.

Tensione di uscita Corrente massima (A) Massimo. energia per tensione di uscita (W) Limite +3,3 V/+5 V 96 + 150 + 2.5 + 6 + 7.5 = 262

Per i fattori di forma ATX/NLX, SFX e WTX, che forniscono +3,3 V (oltre a +5 V Standby e potenzialmente altri), esiste un'ulteriore complessità: esistono valori massimi per tutti delle correnti di tensione +3,3 V E+5 V e anche unito valore +3,3 V/+5 V. L'alimentatore fornisce la somma totale di queste due tensioni in qualsiasi combinazione, purché non vengano superati i valori delle singole correnti. La tabella mostra un esempio della distribuzione della potenza di un vero alimentatore ATX da 300 W.

Notiamo alcuni punti qui:

• Il produttore di questo alimentatore inganna i consumatori: un alimentatore da 300 W in realtà fornisce solo 262 W di potenza. Questo fenomeno è diffuso, quindi è necessario effettuare un calcolo di controllo.
• Questo alimentatore fornisce un massimo di 150 W per +3,3 V e +5 V. Ciò significa che può fornire 30 A per +5 V e 0 A per +3,3 V o 20,8 A per +5 V e 14 A per + 3,3 V o qualsiasi combinazione intermedia.
• Se non si presta attenzione al limite combinato +3,3 V/+5 V, il reparto marketing del produttore potrebbe far passare l'alimentatore come più potente di quanto non sia in realtà.

Ricordiamo di cosa stiamo parlando massimo valori. L'alimentatore fornisce solo la corrente necessaria al PC. Un alimentatore da 300 W non sempre fornisce 300 W di potenza. La maggior parte dei PC consuma molta meno energia di quella massima.

Requisiti di alimentazione del sistema

Lo scopo dell'analisi della distribuzione dell'energia e dei parametri di uscita dell'alimentatore è garantire che fornisca la potenza necessaria per il funzionamento del PC. Qui è molto importante sapere quanta energia utilizza il PC. Questo compito non è facile e i produttori di PC non ne facilitano la risoluzione.

Quando si sceglie un alimentatore, è necessario fornirlo possibilità di ampliamento. Molti utenti acquistano schede madri e case che consentono loro di aggiornare a nuovi processori e collegare una varietà di dispositivi periferici. Tuttavia, l'energia per far funzionare questi dispositivi è fornita solo dall'alimentatore, la cui potenza spesso non viene presa in considerazione. I nuovi processori richiedono molto l'alimentazione, in particolare la potenza totale delle tensioni +3,3 V e +5 V. Pertanto, quando si pianifica l'aggiornamento del PC, è necessario fornire una riserva di carica per l'alimentatore.

Determinare i requisiti energetici di un sistema può essere semplice o complesso, a seconda che venga effettuata una stima approssimativa o un calcolo esatto. Diamo un'occhiata ad alcuni metodi utili per determinare i requisiti di alimentazione del sistema:

• L'approccio "Non voglio affrontare tutto questo": Per la maggior parte degli utenti, si consiglia questo semplice metodo: è necessario acquistare un potente alimentatore e quindi non preoccuparsi del problema di alimentazione. Invece di fare i conti e scoprire che il sistema richiede 142.791 watt e quindi acquistare un alimentatore da 150 watt, dovresti semplicemente acquistare un alimentatore da 259 watt. Questa potenza è sufficiente per la maggior parte dei normali PC desktop. Per un tipico tower, in genere è sufficiente un alimentatore da 300 W.
• Calcolo approssimativo: Tenendo conto della destinazione d'uso del PC e della sua espansione futura, è necessario stimare approssimativamente la potenza richiesta dall'alimentatore. L'esperienza nell'uso del PC e la conoscenza dei suoi componenti forniscono un aiuto significativo in questo senso.
• Calcolo esatto:È necessario effettuare i calcoli secondo le specifiche dei componenti RS. Per ciascuna tensione, dovresti trovare il consumo massimo di corrente per ciascun dispositivo e determinare la potenza dell'alimentatore. È difficile fare un calcolo del genere, poiché per molti dispositivi non sono disponibili specifiche di potenza dettagliate. Questo approccio è consigliato solo agli utenti che hanno una conoscenza approfondita dei componenti del PC e hanno molto tempo a disposizione.

Potenza di picco e continua

I valori nominali di corrente (o potenza) riportati dal produttore per un dispositivo come un disco rigido si riferiscono generalmente al normale funzionamento continuo. Tuttavia, il consumo energetico di picco effettivo del dispositivo si verifica durante l'avvio e non durante il funzionamento continuo. +12 V dall'alimentatore viene generalmente utilizzato per i motori delle unità disco. In base alla progettazione, questi motori possono assorbire il doppio della corrente quando overclockati rispetto al normale funzionamento. Se un PC ha tre o quattro unità e si accendono tutte contemporaneamente, il fabbisogno di alimentazione per +12 V aumenta notevolmente.

Fortunatamente, la maggior parte dei produttori di alimentatori ne tiene conto e integra nei propri alimentatori la capacità di superare la potenza normale per un breve periodo durante il processo di avvio. Questo è solitamente definito come picco valore, e spesso solo per la tensione +12 V, tipica del problema in esame.

Nonostante questa possibilità, si consiglia di non caricare l'alimentatore alla sua capacità massima. Si consiglia inoltre di ritardare l'accensione dei motori di azionamento al primo avvio del PC, in modo da non sovraccaricare la sorgente di tensione +12 V.

Alimentatori ridondanti

Ora hanno iniziato ad essere utilizzati nei server e nei PC potenti alimentatori ridondanti(alimentazione ridondante). In sostanza si tratta di un alimentatore che contiene effettivamente due o più dispositivi, ogni di cui può alimentare l'intero sistema. Se un dispositivo si guasta, l'altro dispositivo impedisce “senza soluzione di continuità” l'interruzione dell'alimentazione al PC. Di solito è anche possibile sostituire un dispositivo guasto senza spegnere il computer. Questa opportunità si chiama scambio a caldo(hot swapping) ed è molto importante per server e altri computer utilizzati da molte persone. In genere, gli alimentatori ridondanti vengono utilizzati insieme alle unità RAID nei sistemi in cui la tolleranza agli errori è molto importante.

Carico dell'alimentatore

Principio di funzionamento utilizzato nel PC alimentatori commutati richiede che lo abbiano sempre carico(carico). Un alimentatore che si accende senza carico si guasta o non funziona correttamente. Gli alimentatori di alta qualità rilevano automaticamente l'assenza di carico e si spengono, ma gli alimentatori economici non dispongono di tale protezione. Questo è il motivo per cui non è possibile testare l'alimentatore senza collegarlo a un carico.

Il valore di carico per un particolare alimentatore è spesso definito come (carico minimo). Naturalmente è necessario tenere conto dei requisiti di carico minimo per ciascuna tensione prodotta dall'alimentatore. A volte i requisiti minimi di corrente sono specificati nelle specifiche dell'alimentatore. La dimensione del carico può variare in modo significativo per alimentatori con fattori di forma diversi prodotti da aziende diverse e anche tra modelli dello stesso produttore.

Nei primi PC, gli alimentatori spesso richiedevano un carico significativo di +5 V e +12 V. Il requisito di carico di +5 V veniva facilmente soddisfatto collegando la scheda madre, ma +12 V era costantemente richiesto solo dai dischi rigidi. Sui PC senza tali unità (ad esempio workstation senza disco in rete) era necessario un carico fittizio per la tensione +12 V, ad esempio una semplice resistenza.

I moderni alimentatori hanno requisiti di carico significativamente ridotti. Molti di essi hanno requisiti di carico molto bassi per tensioni di +3,3 V e +5 V e per +12 V non hanno alcun minimo. I requisiti di carico ridotti semplificano i test sull'alimentatore.

Specifiche e certificazioni degli alimentatori

Questa sezione fornisce una panoramica delle varie specifiche degli alimentatori, che solitamente sono scritte in un linguaggio non chiaro agli utenti. Molte specifiche riguardano le caratteristiche elettriche degli alimentatori e, poiché la maggior parte delle persone non sono ingegneri elettrici, hanno scarsa conoscenza del materiale delle specifiche. Tuttavia, conoscere le specifiche ti consentirà di fare una scelta informata del giusto alimentatore. Gruppi specifici di specifiche sono discussi di seguito.

Specifiche fisiche

Fattore di forma: L'alimentatore è determinato dal fattore di forma del case a cui è solitamente destinato. Spesso in questo caso è indicato microATX. In realtà non c'è un alimentatore con questo fattore di forma, ma un alimentatore SFX, progettato per un case microATX.

Dimensioni: Le dimensioni fisiche dell'involucro dell'alimentatore, solitamente definite come L (larghezza) x P (profondità) x A (altezza) e sono espresse in pollici o millimetri.

Peso: Peso dell'alimentatore in libbre (lb) o chilogrammi (kg). Una libbra equivale a 0,4536 kg.

Connettori della scheda madre: Il numero e il tipo di connettori della scheda madre progettati per interfacciarsi con l'alimentatore. Per i fattori di forma ATX, SFX o WTX, il produttore deve specificare quali connettori opzionali o aggiuntivi sono necessari per l'alimentazione.

Connettori di azionamento: Il numero di connettori dell'unità nella configurazione di alimentazione standard, nonché i loro tipi: connettore grande a forma di D e mini-spina piccola. Gli alimentatori più potenti e di alta qualità hanno più connettori di azionamento.

Caratteristiche del ventilatore: Caratteristiche della ventola dell'alimentatore. Ecco alcune di queste caratteristiche:

• Dimensioni della ventola: La dimensione della ventola è espressa in millimetri. I ventagli sono generalmente quadrati e la dimensione è pari alla lunghezza del lato. A volte viene indicato anche lo spessore della ventola.
• Tipo di cuscinetto: I cuscinetti a sfera sono considerati i migliori.
• voltaggio: Tensione di alimentazione del motore del ventilatore; La tensione predefinita è +12 V.
• Larghezza di banda: La quantità di aria che un ventilatore può spostare viene solitamente misurata in piedi cubi al minuto (CFM). Un valore più alto significa che la ventola si raffredda meglio.

Specifiche dell'ambiente operativo

Queste specifiche si riferiscono alle condizioni ambientali richieste per il corretto funzionamento dell'alimentatore.

Intervallo di temperatura operativa: Temperature ambiente minime e massime consentite per il funzionamento dell'alimentatore. (La temperatura ambiente si riferisce alla temperatura ambiente, non alla temperatura all'interno dell'alimentatore.) L'intervallo tipico è compreso tra 0 e 50 gradi Celsius. Il superamento dell'intervallo di temperatura specificato può causare un guasto dell'alimentazione.

Intervallo di temperatura di conservazione: Temperature minime e massime consentite per la conservazione del dispositivo. In genere questo intervallo è più ampio dell'intervallo della temperatura operativa.

Avvertimento: Quando si immagazzinano i componenti a temperature molto basse, è necessario "acclimatarsi" prima di essere accesi per evitare danni dovuti alla condensa.

Intervallo di umidità: Intervallo di umidità consentito per l'alimentatore. Una specifica comune è "dal 10% al 90% RH", dove l'abbreviazione RH sta per umidità relativa. L'umidità eccessiva distrugge le apparecchiature informatiche.

Intervallo di altitudine: Alcuni produttori specificano l'intervallo di altitudine consentito per il funzionamento dell'apparecchiatura. Di solito non ha molta importanza.

Specifiche della tensione di ingresso

Le specifiche di ingresso si riferiscono a ciò che l'alimentatore richiede al suo ingresso di energia elettrica, in altre parole, ciò che deve essere fornito da una presa a muro o da un gruppo di continuità. La maggior parte di queste specifiche sono definite come intervalli, quindi specificare una tensione di ingresso di 115 V non significa che l'alimentatore deve essere alimentato esattamente con 115 V. Talvolta l'intervallo di valori accettabili è definito nelle specifiche come ammissione(tolleranza).

Intervallo di tensione in ingresso: Intervallo di tensione di ingresso accettabile. Poiché la maggior parte degli alimentatori funziona sia con la tensione di 115 V che con quella di 230 V, in genere vengono fornite due serie di numeri, ad esempio "da 85 a 135 V e da 170 a 270 V". Tipicamente il range di ingresso non è un parametro critico, poiché la tensione di rete si mantiene prossima al valore nominale. Tuttavia minimo Il livello di tensione mostra quanto bene l'alimentatore resisterà alle interruzioni di corrente.

Selezione della tensione: Se l'alimentatore supporta la tensione nominale di 115 V e 230 V, viene selezionato automaticamente o è presente un interruttore manuale?

Frequenza: Frequenza della tensione di ingresso consentita (50 Hz, 60 Hz o 50 Hz e 60 Hz). È possibile specificare un intervallo di frequenze accettabili, ad esempio 48 - 62 Hz. La maggior parte degli alimentatori supporta entrambe le frequenze nominali di 50 Hz e 60 Hz.

Fattore di potenza: Il fattore di potenza dell'alimentatore rappresenta il carico sulla rete elettrica. Per gli alimentatori convenzionali varia dal 60% al 70% (da 0,6 a 0,7). Gli alimentatori con correzione del fattore di potenza hanno un fattore di potenza di circa 0,99.

Specifiche di uscita

Queste sono le specifiche più importanti per un alimentatore, poiché la sua funzione principale è generare le tensioni di uscita richieste. È necessario studiare attentamente Tutto specifiche di uscita di qualsiasi alimentatore. Le specifiche di output sono presentate sotto forma di elenco o tabella.

Potenza in uscita (W): La potenza massima totale dell'alimentatore in watt. A volte questa specifica non viene nemmeno specificata, poiché il nome dell'alimentatore contiene un numero che rappresenta questo valore.

La corrente massima fornita dall'alimentatore per ciascuna tensione.

Correnti minime (carico di tensione massimo): Il valore di corrente minimo che il carico nel PC deve consumare per ciascuna tensione.

Valore massimo della combinazione +3,3 V/+5 V: La potenza totale massima in watt che l'alimentatore può fornire contemporaneamente per +3,3 V e +5 V. Questo è il limite superiore che limita qualsiasi carico massimo per +3,3 V e +5 V separatamente. Questo parametro si applica solo agli alimentatori che producono una tensione di +3,3 V.

Uscita di picco: Il valore della corrente per una data tensione che può essere fornita in un breve intervallo di tempo. Di solito questo parametro è indicato solo per una tensione di +12 V. Idealmente, il produttore può indicare non solo la corrente massima, ma anche l'intervallo di tempo. Ad esempio, per una tensione di +12 V, la corrente massima continua potrebbe essere 10 A, la corrente di picco potrebbe essere 14 A e potrebbe essere mantenuta per 10 secondi.

Intervallo di tensione in uscita: Per ogni tensione di uscita viene indicato il range garantito fornito dall'alimentatore. Naturalmente è impossibile generare le tensioni di uscita in modo assolutamente accurato, quindi i componenti del PC vengono calcolati tenendo conto di un determinato intervallo. In generale, più piccolo è il range, meglio è. Questo parametro può essere specificato come un numero specifico, ad esempio da +4,8 V a +5,2 V, o un valore percentuale, ad esempio +/- 4% per +5 V fornisce un intervallo compreso tra +4,8 e +5,2.

Efficienza (economicità): La percentuale della potenza totale in ingresso dell'alimentatore convertita in potenza utilizzabile per i componenti del PC. L'efficienza tipica è compresa tra il 60% e l'85%; il restante 15-40% viene speso per il riscaldamento. Ovviamente più l’alimentatore è efficiente meglio è. Non si dovrebbe dare troppa importanza all’efficienza, soprattutto quando si confrontano alimentatori con efficienze simili. Nel nostro mondo, le efficienze del 71% e del 73% sono praticamente le stesse. L'efficienza è più importante per gli alimentatori molto potenti, dove le percentuali si traducono in grandi numeri.

Ritardo segnale Power Good: Intervallo di tempo tipico dall'accensione dell'alimentatore fino all'emissione del segnale Power Good. Di solito vengono definiti i valori minimo e massimo.

Caratteristiche elettriche

Le caratteristiche elettriche di un alimentatore determinano la qualità delle sue tensioni di uscita e la sua capacità di far fronte a situazioni particolari, come i cambiamenti di carico. L'utente medio non dovrebbe approfondire i dettagli delle specifiche discusse di seguito, soprattutto perché queste caratteristiche differiscono leggermente a seconda dell'alimentatore.

Tempo di attesa: Questa è la caratteristica elettrica più importante, che mostra l'intervallo di tempo necessario all'alimentatore per mantenere le tensioni di uscita quando la tensione di ingresso è disattivata. Un valore tipico del tempo di mantenimento è 20 ms (i condensatori nell'alimentatore non riducono questo intervallo a zero). Il tempo di attesa mostra la durata di un'interruzione di corrente consentita dall'alimentatore prima che il segnale Power Good venga rimosso. Svolge un ruolo importante quando si confrontano i tempi di transizione dei gruppi di continuità. Il tempo di attesa dovrebbe essere significativamente più lungo del tempo di transizione per eliminare la possibilità di problemi.

Regolazione del carico: Questo parametro è talvolta chiamato regolazione del carico di tensione e mostra la capacità dell'alimentatore di controllare la tensione di uscita quando il carico aumenta o diminuisce. Tipicamente, la tensione della sorgente CC diminuisce all'aumentare del carico e viceversa. I migliori alimentatori attenuano le variazioni di tensione. Tipicamente la regolazione del carico è rappresentata da un valore percentuale +/%- per ciascuna tensione di uscita. I valori tipici sono compresi tra il 3% e il 5%, con un valore dell'1% considerato molto buono. Si noti che anche negli alimentatori molto buoni la stabilizzazione della tensione di -5 V e -12 V di solito non è migliore di +/- 5%.

Sensibilità alle variazioni di ingresso (regolazione di linea): Questo parametro mostra la capacità dell'alimentatore di controllare le tensioni di uscita quando la tensione CA in ingresso cambia dal valore minimo consentito al valore massimo consentito. Il valore del parametro per ciascuna tensione di uscita è indicato come valore percentuale +/-% e il valore tipico è compreso tra +/- 1% e 2%.

Ondulazione: Questo parametro è anche chiamato AC Ripple o Deviazione Periodica e Casuale (PARD) o anche solo rumore. L'alimentatore produce corrente continua da corrente alternata, ma l'uscita non è corrente continua ideale. Ogni tensione di uscita ha componenti CA, alcuni dei quali sono "fuoriusciti" dalla tensione di ingresso e altri sono "raccolti" nell'alimentatore stesso. In genere, questi componenti sono molto piccoli e la maggior parte degli alimentatori li supporta in base alle specifiche del fattore di forma dell'alimentatore. Il valore dell'ondulazione è solitamente espresso in unità mV, picco-picco. Più piccolo è il valore di ondulazione, meglio è.

Risposta al passo: L'alimentatore commutato utilizza un anello chiuso per misurare e controllare la tensione di uscita. Come mostrato in precedenza, la tensione di uscita cambia al variare del carico. In particolare, quando il carico cambia bruscamente (aumenta o diminuisce improvvisamente in modo significativo), anche il livello di tensione può cambiare drasticamente. Questo cambiamento improvviso si chiama transizione(transitorio). Se una tensione è fortemente caricata da molti componenti e tutti i componenti tranne uno smettono improvvisamente di assorbire corrente, la tensione può aumentare drasticamente. Questo aumento di tensione si chiama sovratensione(sovraelongazione di tensione).

La risposta transitoria misura la rapidità e l'efficienza con cui l'alimentatore può correggere tali cambiamenti improvvisi. Ecco come appare la specifica effettiva della risposta ai transitori: "Le uscite +5 V, +12 V ritornano al 5% in meno di 1 ms per una variazione del carico del 20%". Ciò significa: "Se le uscite +5 V e +12 V sono a un certo livello, come V1, e il carico su quell'uscita viene aumentato o diminuito del 20%, la tensione su quell'uscita tornerà a un valore compreso tra 5 % di V1 in un millisecondo". Ovviamente, più veloce è la transizione alla tensione originale, meglio è.

Corrente di uscita massima: La corrente massima assoluta fornita dall'alimentatore nel momento in cui viene acceso. Più basso è il valore di questo parametro, meglio è.

Protezione da sovratensione: Oltre a definire una tensione massima normale, i buoni alimentatori hanno una protezione contro la tensione di uscita che supera un certo livello critico. Se per qualche motivo la tensione è +3,3. V, +5V o +12V supera un certo valore, ad esempio +6,25V per una tensione di +5V, l'alimentatore spegne questa uscita. La sovratensione può essere indicata da un valore percentuale, ad esempio 125%. Le specifiche dovrebbero anche indicare cosa fa l'alimentatore quando rileva una sovratensione; di solito si ripristina.

Protezione da sovracorrente: Se le uscite di un alimentatore superano i valori massimi, alcuni alimentatori rilevano questa condizione e ripristinano il dispositivo. La specifica definisce il valore percentuale di superamento del valore massimo del parametro.

Specifiche generali di qualità

Esistono alcune specifiche dell'alimentatore che non si riferiscono direttamente al suo funzionamento, ma ne indicano piuttosto la qualità complessiva. Dovrebbero ricevere una seria attenzione.

Livello di rumore: Il livello di rumore si misura in decibel dB e quanto più alto è questo valore, tanto maggiore è il rumore generato dall'alimentatore. I primi PC avevano solo due componenti in continuo movimento che generavano rumore: il motore del disco rigido e la ventola dell'alimentatore. I PC moderni generano una cacofonia di rumore: dischi rigidi ad alta velocità, unità rimovibili, ventole dell'alimentatore, ventole di raffreddamento del case e ventole del processore. Di conseguenza, gli utenti hanno notato che i loro PC erano rumorosi e molti hanno iniziato a cercare computer “silenziosi”. Per un alimentatore è necessario prestare attenzione alla specifica “basso rumore” o “silenziatore”. Naturalmente, il livello di rumore di un alimentatore ha la maggiore influenza sulla sua ventola.

MTBF/MTTF: Il tempo medio tra i guasti e il tempo medio al guasto sono parametri abbastanza simili, ma non la stessa cosa. Questi parametri mostrano statisticamente quante ore funzionerà l'alimentatore prima del guasto. I valori nominali tipici degli alimentatori vanno da 30.000 a 50.000 ore o più. È importante comprendere che questi numeri sono approssimazioni e medie e non sono garantiti per ogni dispositivo.

Garanzia: Mostra il periodo (in mesi o anni) durante il quale il produttore è obbligato a riparare o sostituire l'alimentatore in caso di guasto. Il periodo di garanzia dimostra quanto il produttore sia fiducioso nella qualità del suo prodotto: nessuna azienda fornirà una garanzia di tre anni su un prodotto se, secondo le sue stime, si guasta entro 18-24 mesi. Naturalmente è consigliabile acquistare un alimentatore con il periodo massimo di garanzia, ma è necessario tenere conto dei termini della garanzia e della reputazione dell'azienda, soprattutto in termini di servizio di garanzia.

Certificazioni

Quasi tutti gli alimentatori sono certificati per la sicurezza e la qualità da uno o più istituti. Il certificato certifica che l'alimentatore è stato testato e soddisfa un determinato standard. Più certificazioni ha un alimentatore, più test ha superato e più standard soddisfa. Diverse agenzie di certificazione sono specializzate in diversi tipi di test. La maggior parte dei test sugli alimentatori riguardano la sicurezza e la qualità generale. Sugli alimentatori vengono inoltre eseguiti test di interferenza elettromagnetica (EMI) e interferenza di radiofrequenza (RFI).

Per gli utenti, la cosa più importante è il certificato di sicurezza e qualità. Esistono molte organizzazioni che forniscono la certificazione in diversi paesi. In genere, il produttore dell'alimentatore elenca solo le abbreviazioni delle organizzazioni che certificano la qualità e la sicurezza dell'alimentatore. Ecco le organizzazioni più famose:

• UL: Underwriters Laboratories, Inc. ( http://www.ul.com). In effetti, la certificazione UL funge da standard di sicurezza e qualità negli Stati Uniti.
• CSA: CSA International (ex Canadian Standards Association - http://www.csa.ca). Equivalente canadese UL.
• NEMKO, TUV e VDE: Organizzazioni NEMKO ( http://nemko.no) in Norvegia e TUV ( http://www.tuv.com) e VDE ( http://www.vde.de) in Germania svolgono lavori sulla certificazione dei componenti elettrici in Europa.
• CE: Indica che al prodotto è stato assegnato il marchio CE, che certifica che può essere venduto nella Comunità Europea.

Le regole per i test EMI/RFI negli Stati Uniti sono state stabilite dalla Federal Communications Commission (FCC, http://www.fcc.gov). Molti produttori pubblicizzano che i loro alimentatori sono certificati "FCC Classe B". Questa affermazione non è del tutto accurata, poiché la FCC non certifica i singoli alimentatori, ma solo i sistemi. Pertanto questa affermazione significa che l'alimentatore è certificato come parte di almeno una tipologia di sistema. In pratica, rinomati produttori di alimentatori testano i loro dispositivi in ​​una varietà di configurazioni.

Infine, alcuni alimentatori sono certificati Energy Star. Questo è un programma dell'Environmental Protection Agency ( http://www.epa.gov/energystar), che stimola la produzione di PC e componenti economicamente vantaggiosi. Per molti, la certificazione Energy Star è un indicatore di un alimentatore di buona qualità.

La mancanza di un certificato per un dispositivo non significa che sia dannoso. Tuttavia, questa assenza significa che il prodotto non è stato testato approfonditamente per soddisfare i normali standard di settore. Possono esserci diversi motivi per cui un prodotto non viene testato, ma è meglio evitare alimentatori che non dispongono di almeno una, preferibilmente diverse, certificazioni rilasciate da un'organizzazione di certificazione di sicurezza e qualità rispettabile.