Kapcsolóüzemű tápegységek villámvédelmi áramköreinek tervezési sémája
Villámlökések elemzése
Az elektronikai eszközök leggyakoribb károsodását nem a közvetlen villámcsapás okozza, hanem a villámcsapás során a táp- és kommunikációs vezetékekben indukált áramlökések. Egyrészt az elektronikai eszközök (VLSI chipek) erősen integrált belső szerkezetének köszönhetően csökkent a berendezések feszültség- és túláram-ellenállási szintje, valamint a villámálló képessége (beleértve az indukált villámcsapást és az üzemi túlfeszültség-lökéseket is). Másrészt a jelforrás-útvonalak növekedése miatt a rendszer érzékenyebb a villámhullám behatolására, mint korábban. A túlfeszültség elektromos vezetékeken vagy jelvezetékeken keresztül juthat be a számítógépbe, és ezt a két szempontot külön tárgyaljuk:
1) Túlfeszültség
Az áramlökéseket nem csak villámcsapás okozza, hanem rövidzárlati hibák és erős terhelésváltások is az elektromos rendszerben. Az elektromos hálózat több ezer mérföldre húzódik, és nagy a valószínűsége a villámcsapásoknak és a vezeték túlfeszültségének. Ha Öntől több száz kilométerre villámcsapás történik, a villámlökést fénysebességgel továbbítják az elektromos hálózaton, alállomások stb. csillapítják. Amikor eléri a számítógépet, még mindig több ezer volt lehet. Ez a magas feszültség nagyon rövid, csak több tíz-száz mikroszekundum, vagy nem elég ahhoz, hogy kiégesse a számítógépet. Ez azonban nagy károkat okoz a számítógép belsejében lévő félvezető alkatrészekben, ahogy a régi hangszórók zaja is nagyobb, mint az újoké, mert a belső alkatrészek megsérülnek. Ahogy ezek a sérülések elmélyülnek, a számítógép fokozatosan instabilabbá válik, vagy fontos adatok elvesztését okozhatja.
Az egyesült államokbeli GE Corporation megállapította, hogy a kis-feszültségű elosztóvezetékeken (110 V) általános háztartásokban, éttermekben, lakásokban és más területeken 10 000 órán belül (körülbelül egy év és két hónap) belül több mint 800 túlfeszültséget tapasztaltak, amelyek meghaladja az eredeti üzemi feszültséget, és több mint 300 túlfeszültség haladta meg az 1000 V-ot. Az ilyen túlfeszültség egy mozdulattal károsíthatja az elektronikus eszközöket.
2) A jelrendszer túlfeszültsége
A jelrendszerekben a túlfeszültség fő forrásai az indukált villámcsapások, az elektromágneses interferencia, a rádióinterferencia és az elektrosztatikus interferencia. Ezek az interferenciajelek fémtárgyakat (például telefonvonalakat) érintenek, ami hibákat okozhat a továbbított adatokban, befolyásolva az átvitel pontosságát és átviteli sebességét. Ezen interferenciák kiküszöbölése javítja a hálózat átviteli állapotát.
A fenti műszaki hibák és feltételek alapján ez a cikk egy-fázisú párhuzamos, villámfeszültség elleni kapcsolóüzemű tápáramkört tervez varisztorokon és kerámia gázkisülési csöveken, a tényleges felhasználásnak megfelelően.
