Guasti in agguato, quando colleghiamo al nostro impianto apparecchi con alimentazione switching

La maggior parte dei dispositivi portatili, ed anche alcuni fissi (DVD, VCR…), sono oramai dotati di alimentazioni switching. Si impongono su quelle tradizionali, non per la semplicità, tutt’altro, come è evidente dallo schema molto semplificato che trovate più in basso, quanto per la praticità. E’ possibile pensarle in modo che funzionino sempre con tensioni d’ingresso variabili da 90 a 250V (50-60Hz), senza cambiatensione, avvertenze agli utenti etc etc. e talvolta pesano meno, cosa molto gradita nel trasporto aereo. Però, come sempre “nelle macchine dello umano ingegno” hanno i loro però. Occupiamoci di almeno uno di questi, quello che ci “tocca” più direttamente. Ecco a voi gli schemi semplificati di un alimentatore tradizionale ed uno switching.

Rispetto al un normale alimentatore, schema in alto, in quello switching la barriera di isolamento, naturalmente costituita dal trasformatore T1, è parzialmente ponticellata dai condensatori C4-C5. Questi componenti, di classe Y1 (testati a 8Kv), sono pensati per non costituire mai un corto, neppure in caso di guasto. Certo che l’isolamento garantito dagli avvolgimenti totalmente separati lascia meno dubbi per il lungo periodo, ma questa è un’altra storia.
La presenza di questi condensatori, dicevo, fa sì che la tensione continua in uscita dall’alimentatore si trovi a metà del potenziale della AC fornita al suo ingresso (raggiungendo quindi i 110V), a causa del partitore capacitivo da essi costituito.

Più o meno tutti gli apparecchi alimentati con piccoli dispositivi esterni non sono collegati a terra. Come si dice in gergo: sono a doppio isolamento. Quindi collegati a terra ci finiscono impropriamente attraverso un altro apparecchio della catena che a doppio isolamento non è.
Se tutte le connessioni di segnale vengono realizzate prima di collegare le alimentazioni alla rete, cosa sempre consigliabile, grossi problemi non possono nascere, ma se questa prassi non viene seguita il risultato può essere catastrofico.

Supponente dunque di avere il vostro PC portatile, col suo bell’alimentatore switching, da collegare ad esempio ad un VCR.
Questi (il VCR), risultando collegato al resto dell’impianto, è da sé stesso o attraverso altri apparecchi, già ragionevolmente ben collegato a terra, mentre il PC, se già acceso, si trova, come detto, ad avere la massa che fluttua intorno ai 110V, seguendo l’andamento della tensione di rete stessa (sinusoide).
Essendo estremamente improbabile che durante la connessione del cavo di segnale riusciate a “centrare” il momento del passaggio per lo 0 della sinusoide, all’istante del collegamento fra il circuito di uscita del PC e quello di ingresso del VCR del nostro esempio scorrerà una corrente che dipende dal valore di tensione istantanea all’atto del fattaccio e limitata solo dalle eventuali resistenze dei collegamenti. Decisamente più probabile che questo impulso possa distruggere vari op-amp e transitor, ammutolendo almeno uno degli “attori”.

Va pure considerato che è altrettanto improbabile che una connessione si presenti perfetta e stabile al primo tocco dei connettori. Decisamente più probabile che vi siano uno o più contatti ancora non effettuati, magari proprio quello fra le due masse, prima che i connettori raggiungano completamente la reciproca posizione di esercizio.
In questo caso, al primo tocco i condensatori incriminati si potrebbero caricare, poniamo al valore di picco massimo, e se per sfortuna il secondo contatto avvenisse in prossimità del picco di segno opposto ecco che il salto di potenziale tra i due apparecchi risulterebbe addirittura raddoppiato e pari, alla peggio, al doppio del valore di picco della tensione di rete.

Il valore di questi condensatori si aggira normalmente sui 1000pF e la loro presenza, così nefasta per certi versi, si giustifica con la necessità di rispettare le norme sulla emissione di radiointerferenze.

Ecco allora che un trasformatore, sia pure davanti ad un ingresso sbilanciato, può avere una sua ragion d’essere.
Questo elemento, mantenendo elettricamente separati gli apparecchi, non permette all’impulso di corrente ipotizzato in precedenza (abbastanza simile ad una scarica di elettricità statica) di scorrere fra i circuiti. La massa del PC rimarrebbe libera di fluttuare su qualsiasi valore ed il vostro VCR vivrebbe almeno un giorno di più.

Poiché ovviamente gli elettroni hanno cognizione della precarietà dei collegamenti fatti con i mini jack 3,5mm tipicamente usati dalle periferiche Pc, la sacrosanta prassi di collegare tutto a spine di rete staccate, in assenza di isolamento “galvanico” (sia pure attuato “a posteriori” con una connessione bilanciata tramite traslatori) non vi salverebbe comunque da un falso contatto che potrebbe molto probabilmente intervenire anche a collegamento già effettuato.
Ignari della vostra saggezza, non appena accumulato un minimo di potenziale e posto in essere un falso contatto, quei benedetti elettroni potranno comunque scorrere per vie sbagliate e bruciare quanto desiderano.