INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX
Il controller PWM

 

Il controller PWM

Il controllo del PWM è compito di circuiti integrati appositamente progettati, ad esempio UC3482 o TL494 o l' equivalente "cinese" K7500, per citare due tra i più comuni usati in questo genere di schema, mentre in realizzazioni più recenti vengono adottati altri schemi ed altri componenti.

Non riportiamo uno schema tipico, in quanto sui siti dei produttori dei vari integrati sono disponibili fogli dati (data sheets) e applicazioni (applications), oltre ad una mole spesso consistente di informazioni per i progettisti ed a cui rimandiamo per maggiori approfondimenti.

Dato che il controller PWM si trova solitamente sul alto della bassa tensione, è separato dal driver di potenza dato o da un ulteriore trasformatore o da opto isolatori, che assicurano separazione dell' ordine dei 1500V tra primario e secondario. Questo garantisce che l' utente, anche se tocca i cavi di uscita delle varie tensioni, non viene mai in contatto con la tensione della rete.
Esistono anche soluzioni in cui il circuito integrato si trova sul alto a tensione di rete ed in questo caso sono i segnali di feedback dello stato delle uscite ad essere trasmessi attraverso un mezzo isolante, in questo caso solitamente costituito da un opto isolatore.

Al centro della foto, l' integrato a 16 pin, della famiglia TL494, che controlla il PWM. 

Attorno a lui una buona quantità di condensatori, resistenze, diodi, completano il circuito.

Il circuito integrato svolge solo una funzione di "comando" e non dissipa potenza per cui non ha bisogno di sistemi di raffreddamento : la gestione della potenza è riservata ai transistor visti prima.

Chi non avesse ancora le idee chiare potrebbe giustamente chiedersi perchè questa apparente complicazione di partire da una tensione alternata, raddrizzarla per poi nuovamente convertirla in alternata ?

Lo scopo sta nella ricerca di due cose : efficienza e regolazione, non facilissime da ottenere trattandosi di potenze sensibili (da 100w in su) con tensioni di uscita molto basse (5/12/3.3V) e quindi correnti molto intense (decine di ampere). I problemi sarebbero ridotti se non ci fosse la necessità di isolare la rete dalla parte a bassa tensione con cui l' utente può entrare in contatto. Ma serve un  trasformatore.
Come abbiamo accennato, le dimensioni del trasformatore a frequenza rete sono notevoli, mentre quelle di un trasformatore a 50 o 100 KHz o più sono minuscole. Visto che per motivi di rendimento si agisce già con una commutazione, che questa commutazione è più semplice con correnti basse e che le dimensioni del tutto si riducono a frequenze alte, ecco che ne è nato lo schema di cui stiamo discutendo.
Più sale la frequenza, migliori prestazioni ha lo switch e più compatte diventano le dimensioni; questo in via teorica, in quanto, in pratica, ci si deve scontrare con i limiti imposti dal rapporto tra prezzo e prestazioni. Aumentando la frequenza occorrono semiconduttori adeguati ed anche il cablaggio reciproco delle parti assume una grande importanza e non sono più possibili montaggi tipo "radiolina di Hong Kong anni '60" come si vede in molti prodotti. 
Attualmente la tecnologia permette di realizzare SMPS con frequenza di lavoro superiore al megahertz, ma queste performances sono limitate a circuiti surface mount come i VRM on board  delle schede madri o delle schede video.

 


 

 


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Aggiornato il 08/01/08 .