Anahtarlama güç kaynağı yıldırımdan korunma devresi tasarım şeması
Ani yüksek voltajlı yıldırım dalgalanmasının yanı sıra sinyal sistemi dalgalanması da zayıf cihaz stabilitesinin önemli bir nedenidir; sinyal sistemi dalgalanma voltajının ana kaynakları indüklenen yıldırım, elektromanyetik girişim (EMI), radyo girişimi ve elektrostatik girişimdir. Metal nesneler (telefon hatları gibi) bu parazitli sinyallerden etkilenir ve iletim sırasındaki verilerin hata kodları üretmesine neden olur, bu da iletimin doğruluğunu ve iletim hızını etkiler. Yıldırımdan korunma devrelerinin nasıl tasarlanacağı, cihaz geliştirmede önemli bir konu haline geldi.
Yıldırım dalgalanma analizi
Elektronik ekipmanlarda en sık rastlanan tehlikeler doğrudan yıldırım çarpmasından değil, akım dalgalanmalarının neden olduğu güç kaynağı ve iletişim hatlarında meydana gelen yıldırım çarpmalarından kaynaklanmaktadır. Bir yandan, elektronik ekipmanın iç yapısının (VLSI çipi) yüksek derecede entegrasyonu nedeniyle, ekipmanın voltaj seviyesinde ve aşırı akım direncinde bir azalmaya ve yıldırıma dayanma yeteneğinde bir azalmaya neden olur (yıldırımın indüklenmesi ve operasyonel aşırı gerilim dalgalanması dahil), diğer taraftan, sinyal kaynağının artan yol sayısı nedeniyle sistem, yıldırım dalgalarının girişine karşı eskisinden daha hassastır. Aşırı gerilim, güç hattından veya sinyal hattından ve diğer yollardan bilgisayar ekipmanına akabilir; bu iki hususu ayrı ayrı ele alacağız:
1) Güç dalgalanması
Güç dalgalanması yalnızca yıldırım çarpmasından değil, güç sisteminde kısa devre arızası olduğunda, büyük yüklerin kesilmesi güç dalgalanmasına neden olur, güç şebekesi binlerce kilometreye kadar uzanır, ister yıldırım çarpması ister hat dalgalanması olsun, oluşma şansı çok yüksektir. Bir yıldırım çarpmasının meydana geldiği uzak mesafeden yüzlerce kilometre uzakta olduğunuzda, trafo merkezi ve diğer zayıflamalardan sonra, şebeke üzerinden ışık hızında yıldırım dalgası iletimi, bilgisayarınıza hala binlerce volt olabilir, bu yüksek basınç çok kısadır, yalnızca birkaç düzine ila yüzlerce mikrosaniye veya bilgisayarı yakmaya yetecek kadar değil, ancak bilgisayarın dahili yarı iletken bileşenleri için çok fazla hasar var, çünkü eski stereo gürültüsü yenisine göre daha büyük olduğundan, hasar nedeniyle aynı iç bileşenler! Bu hasarların derinleşmesiyle birlikte bilgisayar giderek daha kararsız hale gelecek veya önemli verilerinizin kaybolmasına neden olabilecektir.
US GE, genel aile, oteller, apartman daireleri ve diğer alçak gerilim dağıtım hatlarının (110V) 10,000 saat içinde (yaklaşık bir yıl iki ay) hatlar arasında orijinal çalışma voltajı dalgalanmasının iki katından fazla meydana geldiğini belirledi. voltaj 800 kattan fazlasına ulaştı; bunların 1,000V'den fazlası 300 kattan fazladır. Böyle bir aşırı gerilim, elektronik ekipmanın tek seferlik hasar görmesi tamamen mümkündür.
2) Sinyal sistemi dalgalanması
Sinyal sistemi dalgalanma voltajı, indüklenen yıldırımın, elektromanyetik parazitin, radyo parazitinin ve elektrostatik parazitin ana kaynağıdır. Bu parazitli sinyallerden etkilenen metal nesneler (telefon hatları gibi), hata kodundaki verilerin iletimini gerçekleştirecek, iletim doğruluğunu ve iletim hızını etkileyecektir. Bu parazitlerin ortadan kaldırılması ağın iletim durumunu iyileştirecektir.
Yukarıdaki teknik kusurlar ve koşullar dikkate alınarak, bu makale pratik kullanıma göre varistörlere ve seramik gaz deşarj tüplerine dayalı tek fazlı paralel yıldırım dalgalanmalarına dayanıklı anahtarlamalı güç kaynağı devresi tasarlar.
