In questo articolo ci rivolgiamo a chi vorrebbe saperne di più su fatti, tecnologie e terminologia che riguardano gli alimentatori, ma senza entrare troppo nello specifico.
I concetti, ridotti all'osso
Non preoccupatevi, non si tratta di un articolo complicato o noioso. Spiegheremo velocemente come funziona un alimentatore, poi faremo degli esempi per illustrare alcuni dei problemi più comuni. Spiegheremo cosa significano efficienza, perdita e potenza reattiva e perché queste parole sono rilevanti. Poi vedremo quali sono le possibili misure di protezione necessarie prima di applicare le conoscenze teoriche ad esempi pratici.
Esempi pratici
Grande contro piccolo, efficiente contro alte prestazioni; esamineremo tre PC differenti basati su tre diversi modelli d'uso, calcolando l'alimentatore necessario in ognuno per poi spiegare la giusta classe di alimentatori da usare in base alla qualità e all'impatto ambientale a lungo termine.
Il trucco della frequenza
Ricordate le vecchie radio con tubi vuoti? Erano massicce, essere goffe e pesanti. Non era solo il telaio in legno a contribuire al loro peso. I grandi trasformatori al loro interno erano fattore importante.
Anche se parliamo di molto tempo fa, gli ingegneri cercavano di avvantaggiarsi di un trucco fisico che poi sarebbe stato usato in ogni moderno alimentatore. Al fine di convertire un'elevata corrente alternata in una bassa e raggiungere la separazione galvanica delle correnti, usavano trasformatori normali, anche se potenti, costituiti da un'anima di piastre di ferro.
Mentre una frequenza di rete di 60 Hz richiede un trasformatore relativamente grande, si potevano realizzare i cosiddetti trasformatori di uscita molto più piccoli, capaci di fornire segnali molto più alti a bassa frequenza tra 100 Hz e 16 kHz, gestendo la stessa potenza. Contenendo aggressivamente le frequenze nel finale inferiore dello spettro fu possibile aumentare la potenza gestita da un trasformatore delle stesse dimensioni. Con l'invenzione e la successiva introduzione di nuovi componenti, come i potenti tubi di commutazione e, in seguito, i semiconduttori usando lo stesso principio fisico, questo vantaggio è stato portano in altri campi.
Come si applica tutto questo al mio PC?
Per via dei requisiti dei moderni computer, un alimentatore tradizionale basato su un trasformatore non è più in grado di convertire l'alimentazione di rete nelle tensioni ridotte richieste dai componenti del PC. Il trasformatore necessario per questo lavoro sarebbe troppo grande e di conseguenza esageratamente pesante. Invece, usiamo alimentatori switching che adottano lo stesso trucco di frequenza della cara e vecchia radio a tubi. Il loro lavoro è quello di fornire le tensioni e correnti richieste nel modo più efficiente possibile, mentendosi stabilmente a quei livelli. Le soluzioni analogiche (lineari) non sono più adeguate. Invece, ora ci affidiamo ai transistor come switch per convertire le frequenze di rete in frequenze più alte, permettendoci di usare trasformatori più piccoli per trasmettere livelli potenza più alti. È da qui che è nato il termine switching power supply. Non preoccupatevi, è più semplice di quanto sembri.