スイッチング電源の雷保護回路の設計スキーム
雷サージ解析
電子機器に対する最も一般的な被害は、直接の落雷によって引き起こされるのではなく、落雷中に電力線や通信線に誘導される電流サージによって引き起こされます。一方で、電子機器（VLSIチップ）の内部構造の高集積化により、機器の耐電圧や耐過電流が低下し、雷（誘導雷や動作時の過電圧サージを含む）に対する耐性も低下しています。一方で、信号源経路の増加により、従来よりも雷波の侵入を受けやすくなっています。サージ電圧は電力線または信号線を介してコンピュータ機器に侵入する可能性があります。これら 2 つの側面については個別に説明します。
1) 電力サージ
電力サージは落雷だけでなく、電力システムの短絡障害や重負荷のスイッチングによっても発生します。送電網は数千マイルにわたって伸びており、落雷と送電線サージの両方が発生する可能性が高くなります。数百キロメートル離れた場所で落雷が発生すると、雷サージは送電網を光の速さで伝わり、変電所などによって減衰されます。コンピュータに到達した時点では、まだ数千ボルトの電圧が残っている可能性があります。この高電圧は非常に短く、わずか数十から数百マイクロ秒であり、コンピュータを焼き切るには十分ではありません。しかし、内部部品が損傷しているため、古いスピーカーのノイズが新しいスピーカーよりも大きくなるのと同じように、コンピュータ内部の半導体部品に大きな損傷を与えます。これらの被害が深まると、コンピュータが徐々に不安定になったり、重要なデータが失われたりする可能性があります。
米国の GE 社は、一般家庭、レストラン、アパート、その他の地域の低圧配電線（110V）で、10,000 時間（約 1 年 2 か月）以内に本来の動作電圧を超えるサージ電圧が 800 回以上発生し、そのうち 300 回以上が 1,000V を超えていると判断しました。{0}このようなサージ電圧は、電子機器を一気に損傷する可能性があります。
2) 信号系サージ
信号システムにおけるサージ電圧の主な発生源は、誘導落雷、電磁障害、無線障害、および静電障害です。金属物体 (電話線など) はこれらの干渉信号の影響を受けるため、送信データにエラーが発生し、送信の精度と送信速度に影響を与える可能性があります。これらの干渉を排除すると、ネットワークの伝送状態が改善されます。
上記の技術的欠陥と条件に基づいて、この記事では、実際の用途に応じて、バリスタとセラミック ガス放電管に基づいた単相並列耐雷サージ スイッチング電源回路を設計します。{0}
