ENERMAX Digifanless 550W

5. Componentistica & Layout - Parte seconda

 

Il primo stadio che si incontra sul PCB è quello relativo al filtraggio, in piccola parte distribuito sul retro del blocco presa/interruttore.

Oltre agli induttori e condensatori si nota, avvolto nel termorestringente, il MOV (Metal Oxide Varistor) che ha lo scopo di proteggere, entro determinati limiti, l'alimentatore da eventuali scariche elettriche.

Il filtro complessivamente fa uso di un buon numero di componenti di ottima qualità riuscendo, in tal modo, ad evitare che disturbi esterni possano influenzare le tensioni d'uscita e che le componenti in alta frequenza generate nel suo funzionamento possano tornare sulla rete elettrica, il tutto nel pieno rispetto delle normative vigenti in materia di interferenze elettromagnetiche.

Â	Particolare dei due ponti raddrizzatori impiegati in parallelo, ognuno dei quali viene raffreddato da un dissipatore dedicato.

Lo stadio successivo prevede il raddrizzamento della semionda negativa, in modo da consentire agli stadi seguenti di lavorare solo su tensioni positive.

Il risultato è quindi una tensione che passa dai -230/+230 volt con frequenza di 50Hz ad una variabile tra 0 e 230V ad una frequenza di 100Hz.

La scelta di puntare su due elementi in parallelo, nonostante la ridotta potenza in gioco, consente di contenere la temperatura a regime dimezzando la corrente transitante nel singolo elemento e di raddoppiare la superficie dissipante mediante l'uso di due elementi in alluminio.

Â	Condensatore Nippon Chemi-Con KMR. 470uF - 400V - 105 °C

Enermax per il suo Digifanless 550W ha scelto di affidarsi ad un unico condensatore da ben 470uF, presumibilmente per ridurre lo spazio occupato a tutto vantaggio della circolazione dell'aria.

Ovviamente, trovandoci in presenza di un alimentatore fanless capace di operare a temperatura ambiente superiore ai 40 °C con quella interna che può superare gli 85 °C, la scelta di un modello con temperatura massima di 105 °C è quantomai obbligata.

Ad ogni modo va ricordato che l'aspettativa di vita dei condensatori elettrolitici scende all'aumentare della temperatura di funzionamento, motivo per cui consigliamo quindi di predisporre sempre una corretta ventilazione all'interno del case.

Â	Particolare dei Mosfet facenti parte del sistema di controllo del fattore di potenza (APFC). 2 Mosfet K20J60U 20A @ Ta 25 °C

Gli elementi mediante i quali il controller altera il funzionamento dell'induttore adiacente e dei condensatori dello stadio primario sono tre, ancorati ad un dissipatore dedicato.

I due Mosfet ed il diodo montato sulla parte opposta consentono di rifasare l'onda di tensione e di corrente a seconda del carico applicato, in modo da ridurre lo "spreco" di energia a tutto vantaggio dell'efficienza complessiva e del costo in bolletta.

I componenti utilizzati, marchiati Toshiba sono particolarmente robusti e perfettamente in grado di gestire il rifasamento con la potenza in gioco.

Â	Particolare dello stadio primario di switching. 2 Mosfet K20J60U 20A @ Ta 25 °C

I transistor di switching che hanno il compito di alzare la frequenza della tensione d'ingresso a diverse decine di KHz sono due in configurazione Half-bridge.

Questa non è di certo la soluzione più raffinata disponibile al momento sul mercato, ma può essere considerata più che adeguata nel caso specifico, dal momento che la potenza erogabile è piuttosto contenuta.

 

La tensione d'ingresso ad elevata frequenza può ora essere ridotta a valori compatibili con gli stadi successivi mediante un "semplice" trasformatore dalle ridotte dimensioni.

In tal modo la tensione necessaria si riduce da centinaia a poco più di 12V gestendo correnti da oltre 45A che, alla normale frequenza di rete, avrebbero richiesto un trasformatore ben più grande dell'alimentatore stesso.

Â	Particolare della daughter-card su cui sono alloggiati i rettificatori d'uscita.

I rettificatori d'uscita sono posti su una daughter-card e vengono dissipati da alcuni elementi in alluminio.

Trattandosi di uno dei punti più caldi dell'alimentatore, Enermax, a causa dell'elevata corrente da gestire, ha scelto di utilizzare due dissipatori ancorati saldamente sui componenti e un terzo elemento sovrapposto, molto più grande, collegato al PCB tramite un supporto metallico.

Sfortunatamente non abbiamo modo di verificare il numero e la tipologia dei componenti, ma sappiamo dalle specifiche che si tratta di due linee distinte, ognuna in grado di erogare 30A limitati a 45A nell'utilizzo combinato.

L'azione dei rettificatori d'uscita viene completata mediante il filtraggio ad opera di un buon numero di condensatori, sia allo stato solido che elettrolitici, e da diversi induttori.

In tal modo, a prescindere dal carico applicato, la tensione fornita sarà pressoché costante a meno delle inevitabili micro fluttuazioni insite nella tecnologia switching.

Â	Particolare dei Moduli DC-DC. Controller APW7073A 4 x Mosfet SM3116NA

Le tensioni da 3,3 e 5V vengono generate a partire dalla tensione principale a 12V mediante due moduli DC-DC ricavati sul PCB delle connessioni modulari.

I 20A per tensione dichiarati dal costruttore sono ampiamente sostenibili dalla componentistica utilizzata, sia per numero di elementi che per la loro qualità.

Â	Particolare della scheda di controllo ZDPMS (Zero Delay Power Monitoring System).

Il cervello dell'alimentatore è costituito dalla scheda ZDPMS che si occupa del controllo digitale delle varie funzioni dell'alimentatore.

I tempi di risposta, grazie a questa promettente tecnologia, si riducono considerevolmente e  l'alimentatore è in grado di adeguare il proprio funzionamento in tempo reale sulla base dei molteplici parametri. 

Ovviamente, anche i sistemi di protezione sono di altissimo livello e gestiti su range ben definiti secondo lo schema sopra riportato.