Проблемы с электропитанием можно подразделить на две основные группы: проблемы, ведущие к повреждениям оборудования, и проблемы, вызывающие повреждение данных или приводящие к некорректной работе. Любое напряжение выше 230В является повышенным, любое напряжение ниже 205В - пониженным. Повышенное напряжение может привести к выходу из строя источников питания компьютеров и другого оборудования. Электромоторы перегреваются при пониженном напряжении. Для микрокомпьютеров обычно используют источники питания с автонастройкой, которые, к счастью, устойчивы к пониженному напряжению.
Для нормальной работы компьютера, напряжение питающей сети должно быть достаточно стабильным, но и уровень помех в ней не должен превышать предельно допустимой величины. Радиочастотные фильтры (RFI), сделанные из катушек индуктивности и конденсаторов, проводят радиочастоты ниже определенного значения (например, 1 КГц) и сглаживают сигналы выше этой частоты. Частота поставляемого промышленно напряжения (50 Гц) значительно ниже отсекаемой частоты, поэтому она передается прямо через фильтр, между тем как радиочастотное колебание, которое обычно меняется в пределах от килогерц до мегагерц, блокируется.
При подключении компьютера к сети переменного тока, от которой питаются устройства большой мощности, перепады напряжения, возникающие при включении и выключении этого оборудования, немедленно сказываются на его работе. При работе мощных агрегатов в сети могут возникать переходные процессы (всплески напряжения) амплитудой до 1000В и выше, которые могут просто вывести из строя блок питания компьютера. Обычно, чтобы защититься от бросков напряжения, используют проходной фильтр (импульсный подавитель - transient suppressor). «Активной составляющей» импульсного подавителя обычно служит металло-оксидный варистор, являющийся нелинейным резистором. Метало-оксидный варистор подсоединяется как шунт между фазой и нейтралью и обладает очень высоким сопротивлением, пока напряжение остается ниже некоторого порогового значения, например 280В. Однако, если напряжение превышает это значение, то сопротивление варистора резко падает и он передает импульс на нейтраль. Еще один тип импульсных подавителей - это активный электронный контур, блокирующий цепь от воздействия импульсов.
В зависимости от конструктивного исполнения, импульсные подавители и радиочастотные фильтры могут не отсекать синхронные импульсы или синхронные радиосигналы. Синхронные сигналы - это сигналы, которые достигают фазы и нейтрали одновременно. Устройством, которое может использоваться для фильтрации синхронных сигналов, является трансформатор. В трансформаторе, в зависимости от тока, текущего в первичной обмотке и образующего магнитное поле, индуцируется напряжение во вторичной обмотке. Синхронные же импульсы, возникающие в первичной обмотке, не вызывают в ней тока, поэтому на вторичной обмотке напряжение не индуцируется. Несмотря на то, что синхронные сигналы не пропускаются трансформатором индуктивно, они могут частично проходить через трансформатор из-за наличия емкостных связей. В большинстве трансформаторов первичная и вторичная обмотки причиняют неприятности друг другу, находясь одна над другой. Изоляция обмоток делает работу трансформатора более эффективной. Однако физическая изоляция двух обмоток делает возможным емкостное пропускание синхронных сигналов с первичной на вторичную обмотку и наоборот. Трансформаторы с изоляцией снабжены электростатической защитной оболочкой (обычно это лист тяжелой медной фольги), расположенной непосредственно между двумя обмотками или между обмоткой и железной сердцевиной. Чтобы обеспечить отвод высокочастотной составляющей, защитная оболочка заземляется (это делается вместо замыкания на другую обмотку).
Для стабильности системы электропитания, желательно установить питающий контур, который снабжает энергией только компьютеры и никакое другое электрооборудование. Это потребует лишь прокладки пары проводов и заземления электрического выхода от главной распределительной панели до компьютеров. При таком соединении вы избавлены от падения напряжения при включении других типов потребителей, поскольку их в этом контуре попросту нет.
Но если для питания компьютера используется отдельная линия, то и это не исключает появления в ней выбросов напряжения, поскольку это зависит от качества всей сети энергоснабжения здания или района.
Есть еще одна опастность - аномалия в электропитании, которая особенно опасна для компьютеров и электроники вообще. Аномалия - это импульс, известный также как кратковременное повышение, выброс, или колебание напряжения. Импульс - это очень короткое повышение напряжения, причиной которого может служить удар молнии в силовую линию, включение определенного типа силовых устройств, либо управление двигателем переменной скорости. Типичный импульс, величина которого может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт, вызывает серьезное нарушение в работе сети переменного тока, но только на несколько микросекунд.
Отключение энергии - это проблема, требующая наиболее пристального внимания. Не заметить полную потерю питания действительно довольно сложно. Кратковременное отключение энергии - длящееся лишь от полупериода до пары периодов волны - часто называют выпадением питания.
Радиочастотная интерференция ведет к возникновению электрошума, который накладывается на предполагаемо чистую, синусоидальную волну при частоте 50 Гц. И если этому шуму удастся пройти через блок питания в питающую шину компьютера, компьютер может ошибочно интерпретировать его как данные.
Нежелательные контуры заземления образуются когда отдельный компьютер или сеть компьютеров заземляют в нескольких точках. Предполагается, что монтаж разводки питания в доме или офисе заземляется через одну точку - вход питания (другими словами, через главную распределительную панель, по которой электроэнергия подводится к зданию). Если монтаж сети переменного тока в здании выполнен так, что заземление осуществляется в двух или большем числе точек, то формируется замкнутая цепь, позволяющая токам циркулировать через заземление. Проблема токов в земле возникает потому, что все провода обладают различным сопротивлением, и токи, циркулирующие в цепи, вызывают различное падение напряжения в заземленных проводах (и это, несмотря на то, что все они, как предполагается, имеют нулевой потенциал). Различие напряжений может вызвать все что угодно, начиная от биений с тактовой частотой 50 Гц, до высокочастотных шумов, которые могут вести к неправильной интерпретации данных компьютером.
Существуют и иные силовые защитные средства, известные как регуляторы мощности или линейные регуляторы. Регуляторы мощности часто содержат изолированные трансформаторы, а многие из них включают в себе импульсные подавители и радиочастотные фильтры. Некоторые регуляторы снабжены многопозиционными трансформаторами, способными посредством переключателей настраивать выходное напряжение.
Версия сайта для слабовидящих