INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX
Cross regulation


Cross regulation

Il problema di far dipendere tutte le tensioni dalla regolazione di un solo switch PWM è uno dei limiti degli alimentatori switch mode multi tensioni che prevedono un solo controller PWM comune.

In particolare, se la potenza assorbita su uno dei rami di controllo, ad esempio il +5V è molto maggiore di quella sul +12V o viceversa, il fattore di correzione della bobina diventa insufficiente e si possono avere variazioni delle tensioni anche molto ampie. Così, non è opportuno caricare solamente un ramo dell' alimentatore, anche solo durante le prove, perchè se ne trarrebbero risultati ingannevoli. 

Va anche considerato che un alimentatore in grado di fornire una elevata potenza sul 12V, come è il caso dei modelli più recenti, in quanto è su questo ramo che si concentra la richiesta di potenza, potrebbe non essere l'ideale se usato su un vecchio sistema dove la richiesta si concentra invece sul +5V e sul +3.3V. E viceversa.

Nel progetto dell' alimentatore PC, sono importanti due elementi : il costo e le dimensioni. Se per il costo si potrà anche cercare ad ottenere il minimo possibile, le dimensioni sono invece pre fissate dallo standard e non possono essere variate che di pochissimo, pena la non compatibilità meccanica.
Nel momento in cui il vecchio e glorioso schema base di cui ci siamo serviti  sino a qui per la descrizione, ha cominciato a non essere più sufficiente, sono stati sviluppate varie soluzioni con nuovi circuiti integrati e componenti realizzati ad hoc dall' industria elettronica, come ad esempio la sostituzione dei transistor con i più efficienti MOSFET. L' introduzione delle specifiche limitanti il fattore di potenza e l' emissione di disturbi elettromagnetici ha portato ad una ulteriore accelerazione della revisione dei progetti ed alla introduzione di nuovi componenti e nuove soluzioni circuitali, visto anche il contemporaneo aumento delle potenze richieste dai sistemi recenti.

Una delle ultime specifiche di standard, la ATX2.01, recuperabili qui, si inizia a prendere molto seriamente in considerazione questi punti e sviluppa una serie di "consigli" e limiti a cui attenersi nella definizione delle prestazioni e dei consumi dei sistemi ATX.
Ovviamente queste specifiche non sono tracciate a caso, ma fanno riferimento allo sviluppo delle tecnologie e sono valide tanto per i produttori di schede madri, quanto per gli alimentatori. Per cui, almeno in via teorica, sicuramente una scheda madre e un alimentatore conformi alla stessa specifica, sono perfettamente compatibili tra di loro.
Esse fanno riferimento specifico anche al problema della cross-regulation : suggeriscono diversi esempi di cross regulation per alimentatori tipici nell' area 300-400W.

Qui sotto riportiamo il grafico relativo all' esempio da 400W : 

In sostanza, la linea blu del grafico indica il campo di variazione reciproca che l' alimentatore conforme alle specifiche ATX2.01 deve essere in grado di mantenere entro le tolleranze imposte (±5%).
Questi sono dati minimi ed è possibile che un alimentatore ben progettato li possa superare.

Una ulteriore tabella consigliata della distribuzione della potenza sui vari rami , indicando la corrente minima, la corrente massima e la corrente di picco :

Output Min. Current Max. Current Peak Current.
+12V1 1A 14A 16A
+12V2 1A 15A  
+5V 0.3A 28A  
+3.3V 0.5A 30A  
-12V 0A 0.3A  
-5VSB 0A 2A 2.5A

Questi sono i valori minimi richiesti dallo standard ed ogni costruttore è libero di realizzare soluzioni differenti, che di solito si concretizzano in disponibilità di correnti maggiori o per la presenza di più linee (rails) per il +12V.

In particolare, si può notare la prevalenza del 3.3V rispetto al +5V e l' importanza data al +12V, con la presenza di almeno due linee separate.

Tra gli altri punti, è interessante citarne alcuni, ad esempio la presenza di un sensing remoto per la linea a +3.3V

Per quanto riguarda la stabilità delle tensioni, la tabella consigliata è la seguente :

Output Range Min. Norm. Max.
+12V1 ±5% 11.40 12.00 12.60
+12V2 ±5% 11.40 12.00 12.60
+5V ±5% 4.75 5.00 5.25
+3.3V ±5% 3.14 3.30 3.47
-12V ±10% 10.80 12.00 13.20
-5VSB ±5% 4.75 5.00 5.25

Da notare che la tensione -5V non è più presa in considerazione.

Oltre a ciò, ATX2.01 stabilisce stretti limiti per quanto riguarda il rendimento, la qualità della tensione fornmita, i tempi di reset e shutdown , ecc.

Riprenderemo più avanti una trattazione di questa specifica.




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Aggiornato il 08/01/08 .