Shema zasnove vezja za zaščito pred strelo stikalnega napajanja
Trenutni visokonapetostni udar strele in val signalnega sistema sta pomemben vzrok za slabo stabilnost instrumenta, glavni viri udarne napetosti signalnega sistema so inducirana strela, elektromagnetne motnje (EMI), radijske motnje in elektrostatične motnje. Kovinski predmeti (kot so telefonske linije), na katere vplivajo ti moteči signali, povzročijo, da podatki pri prenosu ustvarijo kode napak, kar vpliva na natančnost prenosa in hitrost prenosa. Kako oblikovati vezja za zaščito pred strelo, je postalo ključno vprašanje pri razvoju instrumentov.
Analiza prenapetosti strele
Najpogostejših nevarnosti elektronske opreme ne povzročajo neposredni udari strele, temveč udari strele v napajalne in komunikacijske vode, ki jih povzročajo tokovni sunki. Po eni strani zaradi visoke stopnje integracije notranje strukture elektronske opreme (čip VLSI), kar ima za posledico zmanjšanje ravni napetosti in nadtokovne upornosti opreme ter zmanjšanje sposobnosti odpornosti proti streli (vključno z inducirano strelo in obratovalno prenapetostno prenapetostjo), po drugi strani pa je zaradi povečanega števila poti izvora signalov sistem bolj dovzeten kot prej za vdor valov strele. Prenapetostna napetost lahko teče iz električnega voda ali signalnega voda in na druge načine v računalniško opremo, o teh dveh vidikih razpravljamo ločeno:
1) Napetost
Prenapetost električnega toka in ne samo zaradi udarov strele, ko pride do okvare električnega sistema pri kratkem stiku, prekinitev velikih obremenitev bo povzročila prenapetost električne energije, električno omrežje se razteza na tisoče milj, ne glede na to, ali gre za udar strele ali prenapetost na liniji, možnosti za pojav so zelo visoki. Ko ste na stotine kilometrov oddaljeni od oddaljenega pojava udara strele, prenos strele prek omrežja pri svetlobni hitrosti, po podpostaji in drugem dušenju, ima lahko vaš računalnik še vedno na tisoče voltov, ta visok tlak je zelo kratek, le nekaj deset do sto mikrosekund ali premalo, da bi zažgal računalnik, toda za notranje polprevodniške komponente računalnika je škoda velika, saj je stari stereo šum večji od novega zaradi poškodbe notranje komponente istega! S poglabljanjem teh poškodb bo računalnik postopoma postajal vse bolj nestabilen ali pa lahko povzroči izgubo vaših pomembnih podatkov.
US GE je ugotovil, da je na splošnih družinah, hotelih, stanovanjih in drugih nizkonapetostnih distribucijskih vodih (110 V) v 10,000 urah (približno eno leto in dva meseca) med linijami prišlo do več kot dvakratnega skoka prvotne delovne napetosti napetost je dosegla več kot 800-krat, od tega več kot 1,000V več kot 300-krat. Takšna udarna napetost je povsem možna enkratna poškodba elektronske opreme.
2) Prenapetost signalnega sistema
Prenapetost signalnega sistema je glavni vir inducirane strele, elektromagnetnih motenj, radijskih motenj in elektrostatičnih motenj. Kovinski predmeti (kot so telefonske linije), na katere vplivajo ti moteči signali, bodo omogočili prenos podatkov v kodi napake, kar vpliva na natančnost prenosa in hitrost prenosa. Odprava teh motenj bo izboljšala stanje prenosa omrežja.
Na podlagi zgornjih tehničnih napak in pogojev ta dokument načrtuje enofazno vzporedno stikalno napajalno vezje, odporno na prenapetost strele, ki temelji na varistorjih in keramičnih plinskih razelektritvenih ceveh glede na praktično uporabo.
