Токов удар и защита на компютъра

За съжаление на потребителите проблема с електрочувствителността електронните чипове става все по-съществен и понякога дори няколко миливолта пренапрежение (или електростатично поле) са способни да “умъртвят” нормално функциониращия чип. Източници на допълнителни смущения могат да бъдат дори електромагнитни полета, радиовълни и др. Най-сериозното поражение обаче, което може да бъде нанесено, се получава от т.нар. токови удари.За избягване на щети, нанесени от електростатични полета, е нужно внимателно да бъдат спазвани няколко прости правила. Неспазването им може да доведе до излишно заделяне на финансови средства. Едно от правилата гласи, че винаги когато пипате във вътрешността на компютъра, е желателно да се заземите, тъй като рискувате натрупаното във вас електростатично електричество да повреди някой от фините компоненти.

Освен от електростатични полета повредите в електронната апаратура могат да бъдат причинени и от прекъсване в захранването. То може да бъде продължително и кратковременно (за част от секундата). Почти всички по-скъпи и качествени захранващи блокове на компютърните системи са толерантни към кратковременните прекъсвания и компютърът може дори да не се рестартира. В случай че се рестартира, единствената повреда, която може да бъде нанесена, ще бъде върху операционната система и несъхранените навреме документи. По-сериозни са пораженията, които един токов удар може да причини на компютърната периферия. При токовите удари се наблюдава кратковременна (но фатална) завишена сила на електроенергията, течаща по електропреносната мрежа.Причините за поява на токови удари могат да бъдат най-разнообразни – от повреда в електрозахранващите съоръжения до включване на остарелите прахосмукачки от 30-те години. Пренапрежението обикновено е предизвикано от паднала наблизо мълния или от близки кабели, по които тече ток, натрупване на статично електричество и т.н. Най-застрашени са кабелите, минаващи през открити външни пространства, като например мрежовият кабел, свързващ потребителите на една локална мрежа в един или няколко близки блока. Същият риск съществува и за телевизионната антена на балкона, кабела на

кабелните телевизии и др. Последиците са тежки хардуерни загуби.

За да може да се осигури нормален и спокоен режим на работа както за апаратурата, така и за крайния потребител, е желателно да бъде свързано специално устройство, което да предпазва системата от аномалии в електропреносната мрежа. Такива устройства се наричат предпазители от токови удари (Surge Protectors) и се предлагат вече от доста компании. В случай че искате да продължите работата си без притеснение от евентуално спиране на тока, може да закупите и UPS устройство.

Защитни компоненти от токов удар (Surge Protectors)

Тяхната основна роля е да предотвратят негативните последствия от възможните токови удари и да спасят скъпата апаратура. Малко от тях издържат на пряк удар от гръм, но почти всички успешно обират стандартните ежедневни колебания. Те се поставят между защитаваната машина и средата, посредством която контактуват с външния свят (контакт и розетка за Ethernet мрежа).Най-често използваните елементи за направата на подобен род устройства са плазмените газоразрядници, метал-оксидните варистори (МОВ) и др. Важен критерий при избора им е тяхното бързодействие.Стандартните МОВ протектори са изградени от три части: пластина – метален оксид, който е свързан със заземения и с основния (захранващия) кабел посредством два полупроводникови елемента. Полупроводниците

представляват електронни компоненти, характеризиращи се с променливо съпротивление. Когато напрежението е ниско (под точно определено ниво), полупроводниковият материал има голямо съпротивление и електроните протичат по основния захранващ канал. В случай че напрежението нарасне многократно, полупроводниковият елемент “се отпушва” и се характеризира с много ниско съпротивление. Част от електроните се отвеждат през допълнителния заземен проводник, вследствие на което фината електронна апаратура се предпазва от пренапрежение.

По принципа си на действие плазмените газоразрядници силно наподобяват МОВ протекторите, но вместо тройна система от полупроводници и парче метал-оксид за проводящ елемент се използва инертен газ. Когато напрежението е ниско (или в рамките на регламентираното), електроните протичат по основния проводник и навързаните устройства

към протектора функционират нормално. В този случай инертният газ е “лош” проводник, тъй като ниското напрежение не е достатъчно, за да йонизира електроните в него. Когато обаче напрежението превиши определена граница, потокът от електрони йонизира инертния газ и той става проводник, отвеждащ излишната енергия през заземения край на протектора.Както споменахме по-рано, общото между тези два метода за предпазване на електронните компоненти от пренапрежение се крие в основния им принцип на действие – излишната енергия се “отвежда” встрани от захранващата схема. Разбира се, съществуват и друг тип устройства, които вместо да отвеждат излишния поток от електрони, го “забавят” по пътя му.

Постоянни източници на електроенергия – UPS (Uninterruptible Power Supply)

Най-общо казано, този тип устройства са изградени от батерия и логически блок. Батерията се самозарежда от преносната мрежа, когато няма авария, и доставя електроенергия в случай на появила се авария. Ролята на логическото устройство е постоянно да следи за появата на аварии и в случай на необходимост да предостави на компютърната система енергия от заредената батерия. Съществуват няколко вида непрекъсваеми източници – Offline, Line-Interactive и Оnline UPS.

Offline UPS

са най-простите (и най-евтини) устройства от този тип. Тяхната роля е да следят входното напрежение и докато то е в определени граници, го прехвърлят на защитавания обект (в конкретния случай – компютърната система). В случай на авария (или превишаване на предварително зададените норми на напрежението) енергопотреблението от системата е

за сметка на батерията.

Line Interactive

са малко по-скъпи от Offline UPS-ите. За сметка на това те имат способността да компенсират незначителните колебания в електропреносната мрежа без необходимостта от превключване в авариен режим.

Най-скъпите и най-сложните източници на непрекъсваемо захранване са Online UPS. Те имат способността постоянно да преобразуват входното напрежение, като създават изключително стабилен изход, чиято форма и параметри в нито един момент не зависят от външната среда. Типичното им приложение е в болничните отделения, където се поддържа животоспасяваща апаратура.

В заключение нека да споменем, че все още няма стопроцентово ефективна защита от пренапрежение. Понякога и най-скъпите решения на реномираните фирми не дават пълна гаранция за спокойна работа по време на авария. Въпреки това те значително намаляват риска от загуба на данни и унищожаване на скъпа техника, особено през пролетта, когато

токовите удари и пренапреженията са често срещано явление.