ST70F-PB: analisi dell'interno

E’ tempo di aprire la scocca di protezione! ATTENZIONE: Ricordiamo che questa procedura, per via della rimozione delle quattro viti e della rottura del sigillo di garanzia, invalida quest’ultima. L’apertura quindi è altamente sconsigliata a meno che non sia scaduta la garanzia e che sia necessario cambiare la ventola, o eseguire direttamente riparazioni o misurazioni (da effettuare solo da personale esperto e qualificato). L’apertura dello scudo esterno di protezione richiede una certa manualità quindi vi invitiamo caldamente a fare la massima attenzione durante questo processo, anche per evitare che si possa spanare qualcuna delle viti.

Primario: comparti di filtrazione delle EMI ed RFI e switch primario

Una volta rotto il sigillo di protezione, ed aperta l'unità, possiamo notare la componentistica interna, ma soprattutto la topologia del modello, che sul secondario corrisponde al classico progetto di regolazione di gruppo "GR". Sebbene il design interno sia molto spazioso ed ordinato, si rende immediatamente evidente che la componentistica interna è in linea con la fascia di appartenenza del prodotto, ovvero di una unità di fascia media; nonostante ciò però dobbiamo far notare la presenza di qualche piccola miglioria dello standard, che permetterà all'unità di superare agevolmente la media nella fascia di riferimento (componentistica sul primario e controller IC). La tipologia dei dissipatori rende evidente il produttore primario dell'unità, ovvero Enhance, il che certamente è positivo poiché sebbene l'unità presenti una certificazione ormai standard, ci sono buoni presupposti affinché sia di buona fattura.

Non è una unità da benchmark o overclock particolarmente elevati, quindi è bene ricordarlo, ma ciò nonostante siamo rimasti soddisfatti nel complesso, come avremo modo di vedere nei prossimi capitoli. Data la presenza della certificazione Bronze, si potrebbe pensare che i dissipatori utilizzati possano essere forse leggermente inferiori al necessario, ma a tal proposito è bene far notare sia la presenza di sistemi di termoregolazione con sensori termici integrati al dissipatore passivo sul secondario, sia la presenza appunto di una ventola adatta al carico, e dall'elevata potenza (sulla carta). Il bearing di quest'ultima invece potrebbe portare a qualche dubbio sull'MTBF finale dell'unità, che generalmente si attesta a 30/50.000h (varia in base alle certificazioni ed ai test interni del produttore interessato).

Cominciamo dall'analizzare lo stadio primario, e le protezioni in ingresso. Il primo elemento di un alimentatore moderno è il sistema di filtraggio delle emissioni elettromagnetiche e radio, precisamente l’EMI/RFI Transient Filter. Viene posizionato necessariamente dietro all’ingresso della corrente AC. In questa unità troviamo, posizionato direttamente dietro all'ingresso, un condensatore ad X e due ad Y, mentre sul PCB principale troviamo invece altri due condensatori ad X, due a Y, ben tre induttori toroidali alternati ed un MOV.

NOTA GENERICA: il transient filtering stage viene posizionato necessariamente dietro all’ingresso della corrente AC  e devono essere incluse le necessarie componenti affinché non ci siano interferenze elettromagnetiche. In merito al varistore (MOV, Metal Oxide Varistor), quest’ultima è sostanzialmente una resistenza, voltaggio-dipendente, che protegge l’alimentatore ed il sistema da picchi di voltaggio provenienti dalla rete elettrica esterna. Vi ricordiamo che se un alimentatore non è dotato di un MOV nell’EMI/RFI Transient Filter si dovrebbe sempre utilizzare il proprio sistema con un gruppo di continuità (o UPS), che agirà da filtro a protezione dei picchi di voltaggio; questi ultimi potrebbero danneggiare seriamente non solo l’alimentatore stesso ma anche l’intero sistema! In alcuni casi questa componente viene rimossa per ragioni di costo di produzione, e progettazione.

Proseguendo nel primario troviamo il bridge rectifier, con un dissipatore in alluminio di dimensioni importanti. Il condensatore utilizzato è del marchio Teapo, 400x470V e specificato fino a 85 °C. Certamente era un fattore potenzialmente migliorabile, ma la capacità complessiva è invece adeguata, e conforme al Wattaggio ed alla concorrenza, nella medesima fascia di appartenenza.

A cavallo tra il primario e secondario troviamo una vecchia conoscenza, l' IC Silicon Touch Technology Inc PS229. Già presente nel modello SilverStone SST-ST30SF, da noi recensito, è stato progettato specificatamente per gli SMPS (Switching Mode Power Supply) ed ha quattro funzioni principali: OVP, OCP, UVP e la creazione del segnale Power Good. L’OVP/UVP monitora le rail 3.3V, 5V e le due 12V per proteggere l`alimentatore ed il PC. L’FPO viene aumentato quando uno di questi voltaggi eccede il range dei valori operativi. L`OCP monitora gli ‘input current sense’ IS33, IS5 e IS12. Il PG notifica al PC quando l’SMPS è pronto, o quando l’alimentatore si sta per spegnere, il che significa che permette di far lavorare correttamente l'alimentatore, seguendo un adeguato criterio di accensione e spegnimento.

LINK: http://www.datasheetspdf.com/PDF/PS229/838055/2

NOTA GENERICA: i condensatori del circuito primario agiscono come buffer e sono molto importanti perché la loro presenza aiuta a proteggere il nostro alimentatore ed il computer stesso da pericolosi sbalzi di tensione e generalmente vengono collegati in parallelo al fine di sommare le singole capacità o, alternativamente, per modelli meno potenti. La tipologia dei condensatori utilizzata è quindi molto importante perché la vita di queste componenti si dimezza in base all’aumento della temperatura di ogni 10 gradi Celsius, sotto un normale carico di lavoro; questo significa che utilizzando modelli di condensatori capaci di gestire, senza il minimo problema anche 105 gradi Celsius, la durata della loro vita potrebbe essere addirittura pari al doppio rispetto a modelli standard da 85 gradi Celsius! Questo fattore è uno dei più sponsorizzati nel campo degli SMPS, non a caso ci si vanta della presenza di condensatori giapponesi nella propria unità, capaci appunto di sopportare temperature maggiori e quindi prolungare la vita stessa dell’unità.

Trasformatore e secondario

La topologia utilizzata nel secondario è la famosa Group Regulation. Tale topologia determina un comportamento standard sulla carta, viene adottata per alimentatori a basso wattaggio oppure semplicemente di fascia medio-bassa. Sono utilizzati due coil, il più grande per le Rail 12V/5V ed il più piccolo per la 3.3V. In questa porzione viene regolato il bilanciamento tra i diversi carichi e quindi è una delle parti più importanti dell’alimentatore; se ad esempio è richiesto un carico molto elevato sulla Rail dei +12V e se al contempo il carico sulla 5V è basso, il voltaggio sulla +12V verrà rialzato e conseguentemente anche quello della 5V. In questo caso molti alimentatori falliscono nel tentativo di tenere bilanciate le Rail entro il 5%, positivamente e negativamente, nei test Crossload. La Rail da 3.3V generalmente viene regolata tramite un sistema di derivazione a partire dalla 12V. Ricordiamo che oltre alla regolazione di gruppo esistono anche la regolazione indipendente, avente ben tre coil (una per ogni Rail quindi appunto indipendente) ed infine la DC-DC conversion, che non prevede nemmeno un singolo coil, se non per una finalità di filtraggio del segnale in entrata.

Da notare il sensore termico direttamente a contatto con il dissipatore sul secondario. In merito ai condensatori lo standard qualitativo è nella media, senza infamia e senza lode, similmente a quanto presente nel primario. 

NOTA GENERICA: la colla sul PCB che osservate è uno standard di montaggio, perché così facendo si posizionano prima le componenti sul PCB inferiore, poi si fa in modo che aderiscano al PCB tramite l’adesivo termico ed infine c’è l’inserimento dell’intera struttura nella macchina di saldatura a onda (senza Piombo presumibilmente). Così facendo si ottiene una qualità di assemblaggio, e conseguentemente di saldatura, migliore.

NOTA SINGLE/MULTI RAIL: è meglio single o multi-rail ? Il problema sarebbe un tantino complesso da affrontare perché sarebbero molti i parametri da discutere ed approfondire, però con alimentatori di fascia alta generalmente non c’è differenza. Il fatto che ci siano Single Rail, specifiche e dedicate, porta ad una generale ripartizione migliore dei cavi, e della corrente in uscita, rispettando quindi la specifica Intel nella ripartizione della potenza. Molti alimentatori multi rail in realtà non sono altro che single rail con saldature più o meno curate. Gli alimentatori Single Rail sono molto apprezzati per l’overclock estremo in quanto spesso si eccedono le limitazioni imposte dallo standard ATX sulla singola linea. In questo caso però siamo dinanzi ad un alimentatore Single Rail; quanto detto precedentemente corrisponde al vero, però bisogna anche ricordarsi che Intel stessa specifica che gli SMPS dovrebbero avere sistemi multi-rail con corrente massima di 20A per canale.

In questo caso siamo dinanzi ad un valore pari a 2.7 volte tanto, ma è prassi comune nei moderni alimentatori poiché generalmente è presente una saldatura sulle uscite +12V, che permette una più omogenea ripartizione dei carichi, specialmente se si considerano topologie GR come in questo caso