Komutācijas barošanas avotu zibensaizsardzības ķēžu projektēšanas shēma
Zibens pārsprieguma analīze
Visbiežāk elektronisko ierīču bojājumus rada nevis tiešie zibens spērieni, bet gan strāvas pārspriegumi, kas zibens spēriena laikā rodas strāvas un sakaru līnijās. No vienas puses, elektronisko ierīču (VLSI mikroshēmu) augsti integrētās iekšējās struktūras dēļ ir samazinājies iekārtu sprieguma un pārstrāvas pretestības līmenis, samazinājusies arī spēja izturēt zibens (t.sk. inducēto zibens un ekspluatācijas pārsprieguma pārspriegumu). No otras puses, signāla avotu ceļu pieauguma dēļ sistēma ir vairāk uzņēmīga pret zibens viļņu ielaušanos nekā iepriekš. Pārsprieguma spriegums var nonākt datortehnikā caur elektropārvades līnijām vai signāla līnijām, un mēs šos divus aspektus apspriedīsim atsevišķi:
1) Strāvas pārspriegums
Strāvas pārspriegumu izraisa ne tikai zibens spērieni, bet arī īssavienojuma bojājumi un lielas slodzes pārslēgšana energosistēmā. Elektrotīkls stiepjas tūkstošiem jūdžu, un gan zibens spēriena, gan līnijas pārsprieguma varbūtība ir augsta. Kad zibens spēriens notiek simtiem kilometru attālumā no jums, zibens pārspriegums tiek pārraidīts gaismas ātrumā pa elektrotīklu, vājināts ar apakšstacijām utt. Kad tas sasniedz jūsu datoru, tajā joprojām var būt tūkstošiem voltu. Šis augstais spriegums ir ļoti īss, tikai desmitiem līdz simtiem mikrosekunžu, vai arī nepietiek, lai izdegtu datoru. Taču tas rada lielus bojājumus pusvadītāju komponentiem datora iekšienē, tāpat kā veco skaļruņu troksnis ir lielāks nekā jaunajiem, jo ir bojāti iekšējie komponenti. Šiem bojājumiem padziļinoties, dators pakāpeniski kļūst nestabilāks vai var izraisīt svarīgu datu zudumu.
GE Corporation Amerikas Savienotajās Valstīs ir konstatējusi, ka zemsprieguma sadales līnijās (110 V) vispārējās mājsaimniecībās, restorānos, dzīvokļos un citās vietās 10 000 stundu laikā (apmēram viens gads un divi mēneši) ir bijuši vairāk nekā 800 pārsprieguma sprieguma, kas pārsniedz sākotnējo darba spriegumu, un vairāk nekā 300 spriegumi pārsniedz 1000 V. Šāds pārsprieguma spriegums var sabojāt elektroniskās ierīces vienā piegājienā.
2) Signālu sistēmas pārspriegums
Galvenie pārsprieguma avoti signālu sistēmās ir inducēti zibens spērieni, elektromagnētiskie traucējumi, radio traucējumi un elektrostatiskie traucējumi. Šie traucējumu signāli ietekmē metāla priekšmetus (piemēram, telefona līnijas), kas var izraisīt kļūdas pārsūtītajos datos, ietekmējot pārraides precizitāti un pārraides ātrumu. Šo traucējumu novēršana uzlabos tīkla pārraides statusu.
Pamatojoties uz iepriekš minētajiem tehniskajiem defektiem un nosacījumiem, šajā rakstā ir izstrādāta vienfāzes paralēla pretzibens pārsprieguma komutācijas strāvas padeves ķēde, kuras pamatā ir varistori un keramikas gāzizlādes caurules atbilstoši faktiskajam lietojumam.
