ערכת עיצוב מעגל הגנת ברקים של ספק כוח
גל ברק מיידי במתח גבוה, כמו גם נחשול מערכת האותות הוא גורם חשוב ליציבות מכשיר לקויה, המקורות העיקריים למתח הנחשול של מערכת האותות הם ברק מושרה, הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI), הפרעות רדיו והפרעות אלקטרוסטטיות. חפצי מתכת (כגון קווי טלפון) מושפעים מאותות מפריעים אלה, יגרמו לנתונים בשידור לייצר קודי שגיאה, המשפיעים על דיוק השידור וקצב השידור. כיצד לתכנן מעגלי הגנה מפני ברקים הפך לנושא מרכזי בפיתוח מכשירים.
ניתוח גל ברק
הסכנות הנפוצות ביותר של ציוד אלקטרוני אינן נגרמות מפגיעות ברק ישירות, אך עקב פגיעות ברק מתרחשות בקווי אספקת החשמל וקווי התקשורת הנגרמים על ידי עליות זרם. מחד, בשל מידת האינטגרציה הגבוהה של המבנה הפנימי של הציוד האלקטרוני (שבב VLSI), אשר מביאה להפחתה ברמת המתח והתנגדות זרם יתר של הציוד, והפחתה ביכולת העמידות בפני ברקים. (כולל ברק מושרה ונחשולי מתח תפעולי), לעומת זאת, עקב ריבוי הנתיבים של מקור האותות, המערכת רגישה יותר מבעבר לחדירת גלי ברק. מתח נחשול יכול לרוץ מקו החשמל או קו האות ומדרכים אחרות לתוך ציוד המחשב, אנו דנים בשני ההיבטים הללו בנפרד:
1) נחשול מתח
נחשול מתח ולא רק מפגיעת ברק, כאשר מערכת החשמל חווה כשל במעגל קצר, חתכים עומסים גדולים יפיקו נחשול מתח, רשת החשמל נמתחת לאורך אלפי קילומטרים, בין אם מדובר במכת ברק ובין אם מדובר בנחשול קו הסיכויים להתרחש גבוהים מאוד. כאשר אתה נמצא במרחק של מאות קילומטרים מההתרחשות הרחוקה של פגיעת ברק, שידור גל ברק דרך הרשת במהירות האור, לאחר תחנת המשנה והנחתה אחרת, למחשב שלך אולי עדיין יהיו אלפי וולט, הלחץ הגבוה הזה קצר מאוד, רק כמה עשרות עד מאות מיקרו-שניות, או לא מספיק כדי לצרוב את המחשב, אבל עבור רכיבי המוליכים למחצה הפנימיים של המחשב, אבל יש הרבה מאוד נזק, שכן רעש הסטריאו הישן מהחדש גדול יותר בגלל הנזק ל- רכיבים פנימיים של אותו הדבר! עם העמקת הנזקים הללו, המחשב יהפוך בהדרגה ליותר ויותר לא יציב, או עלול לגרום לאובדן הנתונים החשובים שלך.
US GE קבעה שהמשפחה הכללית, בתי המלון, הדירות וקווי חלוקה אחרים במתח נמוך (110V) תוך 10,000 שעות (כשנה וחודשיים) התרחשו בין הקו יותר מכפול ממתח ההפעלה המקורי המתח הגיע ליותר מ-800 פעמים, מתוכם יותר מ-1,000V יש יותר מ-300 פעמים. מתח נחשול כזה אפשרי לחלוטין נזק חד פעמי לציוד אלקטרוני.
2) גל מערכת האותות
מתח נחשולי מערכת האותות הוא המקור העיקרי לברק מושר, הפרעות אלקטרומגנטיות, הפרעות רדיו והפרעות אלקטרוסטטיות. חפצי מתכת (כגון קווי טלפון) המושפעים מאותות מפריעים אלה, יבצעו את שידור הנתונים בקוד השגיאה, וישפיעו על דיוק השידור וקצב השידור. ביטול ההפרעות הללו ישפר את מצב השידור של הרשת.
בהתבסס על הפגמים והתנאים הטכניים שלעיל, מאמר זה מעצב מעגל אספקת חשמל מיתוג חד-פאזי מקבילי עמיד בפני נחשולי ברק המבוסס על וריסטורים וצינורות פריקת גז קרמיים בהתאם לשימוש המעשי.
