Schema di progettazione del circuito di protezione contro i fulmini dell'alimentatore switching
Le sovratensioni istantanee ad alta tensione e le sovratensioni del sistema di segnale sono una causa importante di scarsa stabilità dello strumento, le principali fonti di sovratensione del sistema di segnale sono fulmini indotti, interferenze elettromagnetiche (EMI), interferenze radio ed interferenze elettrostatiche. Gli oggetti metallici (come le linee telefoniche) sono influenzati da questi segnali interferenti, faranno sì che i dati in trasmissione producano codici di errore, influenzando la precisione della trasmissione e la velocità di trasmissione. Come progettare i circuiti di protezione contro i fulmini è diventata una questione chiave nello sviluppo degli strumenti.
Analisi dei fulmini
I pericoli più comuni delle apparecchiature elettroniche non sono causati dai fulmini diretti, ma dai fulmini che si verificano nelle linee di alimentazione e di comunicazione indotti da picchi di corrente. Da un lato, a causa dell'elevato grado di integrazione della struttura interna delle apparecchiature elettroniche (chip VLSI), che si traduce in una riduzione del livello di tensione e resistenza alla sovracorrente dell'apparecchiatura, nonché in una riduzione della capacità di resistere ai fulmini (inclusi fulmini indotti e sovratensioni operative), d'altra parte, a causa del maggior numero di percorsi della sorgente dei segnali, il sistema è più suscettibile di prima all'intrusione di onde di fulmini. La sovratensione può passare dalla linea di alimentazione o dalla linea di segnale e in altri modi fino all'apparecchiatura informatica, discutiamo questi due aspetti separatamente:
1) Sovratensione
Sovraccarico di corrente e non solo dovuto a fulmini, quando il sistema di alimentazione presenta un guasto da cortocircuito, l'interruzione di carichi di grandi dimensioni produce picchi di corrente, la rete elettrica si estende per migliaia di chilometri, sia che si tratti di un fulmine o di un sovraccarico di linea, le possibilità che si verifichino sono molto alti. Quando sei a centinaia di chilometri dal luogo in cui si è verificato un fulmine, la trasmissione del fulmine attraverso la rete alla velocità della luce, dopo la sottostazione e altre attenuazioni, al tuo computer potrebbe avere ancora migliaia di volt, questa alta pressione è molto breve, solo da poche decine a centinaia di microsecondi, o non abbastanza per bruciare il computer, ma per i componenti semiconduttori interni del computer c'è però un grande danno, poiché il rumore del vecchio stereo è maggiore di quello del nuovo a causa del danno al componenti interni dello stesso! Con l'aggravarsi di questi danni, il computer diventerà gradualmente sempre più instabile o potrebbe causare la perdita di dati importanti.
US GE ha stabilito che in famiglie, hotel, appartamenti e altre linee di distribuzione a bassa tensione (110 V) in 10,000 ore (circa un anno e due mesi) si è verificato tra la linea più del doppio del picco di tensione operativa originale la tensione ha raggiunto più di 800 volte, di cui più di 1,000V ci sono più di 300 volte. Una tale sovratensione è del tutto possibile che danneggi una volta le apparecchiature elettroniche.
2) Sovratensione del sistema di segnale
La sovratensione del sistema di segnale è la principale fonte di fulmini indotti, interferenze elettromagnetiche, interferenze radio ed interferenze elettrostatiche. Gli oggetti metallici (come le linee telefoniche) interessati da questi segnali interferenti, renderanno la trasmissione dei dati nel codice di errore, influenzando la precisione della trasmissione e la velocità di trasmissione. L'eliminazione di queste interferenze migliorerà le condizioni di trasmissione della rete.
Sulla base dei difetti e delle condizioni tecniche di cui sopra, questo documento progetta un circuito di alimentazione switching resistente ai fulmini monofase parallelo basato su varistori e tubi a scarica di gas ceramici in base all'uso pratico.
