Schema de proiectare a circuitelor de protecție împotriva trăsnetului pentru comutarea surselor de alimentare
Analiza valului fulger
Cea mai frecventă vătămare a dispozitivelor electronice nu este cauzată de loviturile directe de trăsnet, ci de supratensiunile de curent induse în liniile de alimentare și de comunicație în timpul loviturilor de trăsnet. Pe de o parte, datorită structurii interne foarte integrate a dispozitivelor electronice (cipuri VLSI), nivelul de rezistență la tensiune și la supracurent a echipamentului a scăzut, iar capacitatea de a rezista la trăsnet (inclusiv fulgere induse și supratensiune operațională) a scăzut, de asemenea. Pe de altă parte, datorită creșterii căilor surselor de semnal, sistemul este mai susceptibil la pătrunderea undelor de fulger decât înainte. Tensiunea de supratensiune poate pătrunde în echipamentele informatice prin liniile electrice sau liniile de semnal și vom discuta aceste două aspecte separat:
1) Supratension
Surplusurile de putere nu sunt cauzate doar de lovituri de trăsnet, ci și de defecțiuni de scurtcircuit și comutarea sarcinilor grele în sistemul de alimentare. Rețeaua electrică se întinde pe mii de mile, iar probabilitatea ca fulgere și supratensiuni ale liniilor să fie ridicate. Atunci când un fulger are loc la sute de kilometri distanță de tine, fulgerul este transmis cu viteza luminii prin rețeaua electrică, atenuat de substații etc. Când ajunge la computer, pot exista încă mii de volți. Această tensiune înaltă este foarte scurtă, doar de la zeci până la sute de microsecunde sau nu este suficientă pentru a arde computerul. Cu toate acestea, provoacă daune mari componentelor semiconductoare din interiorul computerului, la fel cum zgomotul difuzoarelor vechi este mai mare decât al celor noi deoarece componentele interne sunt deteriorate. Pe măsură ce aceste daune se adâncesc, computerul devine treptat mai instabil sau poate provoca pierderea de date importante.
GE Corporation din Statele Unite a stabilit că liniile de distribuție cu tensiune joasă-(110V) în gospodării generale, restaurante, apartamente și alte zone au suferit peste 800 de supratensiuni care depășesc tensiunea inițială de funcționare în decurs de 10000 de ore (aproximativ un an și două luni), cu peste 300 depășind 1000V. O astfel de supratensiune ar putea deteriora dispozitivele electronice dintr-o singură mișcare.
2) Semnal de supratensiune a sistemului
Principalele surse de supratensiune în sistemele de semnal sunt loviturile de trăsnet induse, interferența electromagnetică, interferența radio și interferența electrostatică. Obiectele metalice (cum ar fi liniile telefonice) sunt afectate de aceste semnale de interferență, care pot cauza erori în datele transmise, afectând acuratețea și rata de transmisie a transmisiei. Eliminarea acestor interferențe va îmbunătăți starea de transmisie a rețelei.
Pe baza defectelor și condițiilor tehnice de mai sus, acest articol proiectează un circuit de alimentare cu comutație de alimentare cu comutare împotriva supratensiunii în paralel monofazat, bazat pe varistoare și tuburi ceramice cu descărcare în gaz, conform utilizării reale.
