Výběr a používání správných součástek k ochraně lékařských přístrojů, uživatelů a pacientů

Využívání nelaboratorních diagnostických a život udržujících lékařských přístrojů v kontaktu s pacientem neustále roste. Jedná se například o ventilátory, defibrilátory, ultrazvukové skenery a elektrokardioagramy (EKG). Důvodem je zvyšující se věk populace, zvýšená očekávání pacientů ohledně péče a vylepšení technologie lékařské elektroniky, díky kterým jsou tyto systémy praktičtější. Tyto přístroje potřebují ochranu před několika typy problémů souvisejícími s elektřinou, které by mohly poškodit jak přístroje, tak zranit nemocniční personál nebo i samotné pacienty.

Úplná ochrana obvodů však představuje mnohem více než jen tepelnou pojistku a implementace ochrany neznamená pouhé nalezení jednoho nejlepšího zařízení pro daný návrh a použití. Namísto toho je nutné nejprve zjistit, které obvody potřebují ochranu, a poté určit nejlepší režim ochrany. Obecně řečeno je k zajištění ochrany potřeba několik pasivních součástek a v typickém systému může být tucet a více těchto specializovaných ochranných zařízení. Ochranná zařízení jsou jako pojištění: využijí se jen výjimečně nebo nikdy, ale náklady by v případě, že byste je neměli, dalece převyšovaly náklady za to, že je máte.

V tomto článku se podíváme na to, kde je v těchto lékařských systémech třeba ochrany, včetně I/O signálu/snímače na straně pacienta, napájecích zdrojů, komunikačních portů, procesních jader a uživatelských rozhraní. Dále jsou zde rozebírány různé typy součástek ochrany obvodů a systémů, jsou zde uvedeny příklady využití zařízení od společnosti Littelfuse, Inc. a zkoumány jejich jednotlivé role a použití.

Role ochrany v lékařských systémech

Při vyslovení fráze „ochrana obvodů“ vyvstane většině techniků okamžitě na mysli klasická tepelná pojistka, která se používá již více než 150 let. Její moderní podoba je z velké části dílem Edwarda V. Sundta, který si nechal v roce 1927 patentovat první malou rychle reagující ochrannou pojistku, která chránila citlivá testovací zařízení před vyhořením (reference 1). Ve vývoji zařízení pokračoval dále, až nakonec založil firmu, která se později stala společností Littelfuse, Inc.

Od té doby a po zjištění mnoha potenciálních režimů selhání obvodů se možnosti ochrany obvodů výrazně rozšířily. Těmito selháními mohou být například:

• Interní poruchy, které mohou vést ke kaskádovému poškození dalších součástek
• Interní poruchy, které mohou ohrozit obsluhu nebo pacienta
• Interní provozní problémy (napěťové/proudové/termální), které mohou namáhat další součástky a vést k jejich předčasné poruše
• Přechodová napětí/proudy a jejich špičky, které jsou neoddělitelnou a nevyhnutelnou součástí funkčnosti obvodu a které musí být pečlivě řízeny

Mnohé z těchto problémů se nevztahují jen na zařízení napájená síťovým střídavým proudem, nýbrž i na zařízení napájená bateriemi.

Úkolem mnoha ochranných zařízení, ale nikoli všech, je potlačit nepřijatelně velká přechodová napětí. Existují dvě hlavní kategorie odrušovačů přechodových jevů: ty, které přechodové jevy utlumují a tímto způsobem brání jejich šíření do citlivého obvodu, a ty, které přechodové jevy od citlivé zátěže odkloní a omezí tak zbývající napětí. Zásadní důležitost má pečlivé prostudování křivek odlehčení naddimenzování teploty a výkonu v datových listech zařízení. Některé z nich jsou totiž specifikovány pro přechodovou ochranu s různou dobou trvání svázanou s definovaným napětím, proudem a časovými omezeními a ochrana tak není trvalé povahy.

Mezi mnoho elektrických parametrů, které je nutné zvažovat, patří omezovací napětí, maximální proud, průrazné napětí, reverzní pracovní maximum nebo závěrné napětí, špičkový pulzní proud, dynamický odpor a kapacita. A je také důležité porozumět tomu, za jakých podmínek byly jednotlivé parametry definovány a specifikovány. Zvážit je třeba i velikost chráněného zařízení a počet chráněných kanálů nebo vedení. Volba nejlepšího ochranného zařízení pro použití v dané části obvodu je funkcí těchto faktorů a často je mezi parametry nutné učinit nevyhnutelné kompromisy. Zcela jistě existují preferované nebo „standardní“ přístupy, ale je nutné zvážit a vyhodnotit i další možnosti a pak se rozhodnout.

Možností ochrany obvodů je mnoho: vybírejte moudře

Možností ochrany je celá řada. Každá z nich má jedinečné funkce a sadu vlastností, díky kterým je vhodná nebo je jedinou volbou při implementaci ochrany před konkrétními třídami závad nebo nevyhnutelných charakteristik obvodu. Mezi hlavní možnosti ochrany patří:

• Tradiční tepelné pojistky
• Polymerové vratné pojistky s pozitivním teplotním koeficientem (PPTC)
• Metaloxidové varistory (MOV)
• Vícevrstvé varistory (MLV)
• Diody pro potlačení přechodového napětí (TVS)
• Pole diod
• Polovodičová relé (SSR)
• Indikátory teploty
• Trubice naplněné plynem (GDT)

Jednoduchým konceptem je tepelná pojistka. Využívá vodivé tavné spojení, které je vyrobené z pečlivě vybraných kovů s přesnými rozměry. Pokud tok proudu přesáhne navržený limit, způsobí přehřátí a roztavení spoje, a tím se trvale přeruší cesta proudu. U běžných pojistek se doba do rozpojení obvodu pohybuje v řádu několika stovek milisekund až několika sekund, v závislosti na velikosti nadproudu v porovnání s jmenovitým limitem. Vzhledem k tomu, že pojistka funguje spolehlivě a nevratně, je v mnoha provedeních tím finálním zařízením ochrany.

Pojistky jsou dostupné pro hodnoty proudu od jednoho ampéru až po stovky ampérů i víc. Lze je navrhnout tak, aby během stavu rozpojeného obvodu vyvolaného závadou odolaly mezi svými konci napětí stovek až tisíců voltů.

Typickou pojistkou je pojistka 0215.250TXP společnosti Littelfuse s 250 mA, 250 V_AC v keramické trubici o rozměrech 5 × 20 mm (obrázek 1). Má stejně jako většina pojistek válcové pouzdro či pouzdro ve tvaru náboje, které není připájeno do obvodu, ale namísto toho je zasazeno do držáku pojistky, aby bylo možné pojistku snadno vyměnit. Pojistky jsou k dispozici také v hranatých či nožových pouzdrech nebo takových, které lze pájet. Musí však být pečlivě dodržen pájecí profil, aby se zabránilo poškození pojistky.

Obrázek 1: Pojistka 0215.250TXP společnosti Littelfuse s 250 mA, 250 V_AC v keramickém tělísku o průměru 5 mm a délce 20 mm (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Navzdory své očividné jednoduchosti mají pojistky mnoho variant a panují mezi nimi jemné rozdíly. Při výběru správné pojistky pro daný obvod je třeba dbát v úvahu i jiné faktory (reference 2 a 3). Pojistky se používají běžně na vstupu vedení střídavého proudu, na výstupních vedeních, kde hrozí celkový zkrat, nebo v interních částech, ve kterých by nadproud představoval tak závažný problém, že by aktuální tok musel být zcela zastaven, musel by být určen zdroj problému, problém vyřešen a až poté se mohlo pokračovat v provozu.

Vratné pojistky PPTC slouží ke dvěma hlavním použitím: bezpečnostní regulaci například portu USB, napájecího zdroje, baterie nebo řízení motoru a k prevenci rizik na portu I/O. Při abnormálních podmínkách, jako je nadproud, přetížení nebo nadměrná teplota, dramaticky vzroste odpor pojistky PPTC, čímž dojde k omezení proudu napájecího zdroje a ochraně součástek obvodu.

I když se vratná pojistka PPTC překlopí do stavu vysokého odporu, stále jí prochází malé množství proudu. K zahřátí o několik joulů potřebuje vratná pojistka PPTC malé množství unikajícího proudu nebo externí zdroj tepla, aby si zachovala svůj překlopený stav. Jakmile dojde k odstranění závady a obnoví se napájení, tento zdroj tepla se eliminuje. Pojistka se poté může vrátit do stavu nízkého odporu a obvod se obnoví do normálního provozního stavu. Přestože vratné pojistky PPTC bývají někdy nazývány jako „resetovatelné pojistky“, ve skutečnosti se nejedná o pojistky, ale nelineární termistory, které omezují proud. Normální provoz může stále způsobit přítomnost nebezpečného napětí v částech obvodu, protože všechny vratné pojistky PPTC přejdou při závadě do stavu vysokého odporu.

Dobrým příkladem je vratná pojistka PPTC 2016L100/33DR společnosti Littelfuse pro povrchovou montáž se 33 V, 1,1 A pro použití s nízkým napětím (≤60 V), kde je potřeba resetovatelná ochrana (obrázek 2). Její rozměry jsou 4 × 5 mm a při nadproudu 8 V dojde k překlopení za 0,5 s.

Obrázek 2: Vratnou pojistku PPTC 2016L100/33DR se 33 V, 1,1 A lze použít při nízkých napětích, kde je nutná resetovatelná ochrana. Pojistka reaguje při nadproudu 8 A do 0,5 s. (Zdroj obrázku: společnost Littelfuse, Inc.)

V typickém ventilátoru může být vratná pojistka 2016L100/33DR použita k ochraně tranzistorů MOSFET v systému správy baterie před vysokými proudy způsobenými externími zkraty nebo k zajištění ochrany čipových sad USB před nadproudem (obrázek 3).

Obrázek 3: V tomto blokovém schématu ventilátoru mohou být vratné pojistky PPTC použity v systému správy baterií i v částech portů USB (oblasti 2 a 5). (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Metaloxidové varistory jsou nelineární zařízení závislá na napětí, jejichž elektrické chování se podobá Zenerovým diodám ve zpětném směru. Jejich symetrické a rychlé vlastnosti rozpojování umožňují, aby poskytovaly vynikající výkon při potlačení přechodových jevů.

Dojde-li k vysokému přechodovému napětí, odpor varistoru se sníží mnoha způsoby na stupnici od téměř rozpojeného obvodu až po vysoce vodivou úroveň. Přechodové napětí se tak omezí na bezpečnou úroveň za několik milisekund (obrázek 4).

Obrázek 4: Na křivce napětí-proud (V-I) metaloxidového varistoru je vidět normální oblast vysokého odporu stejně jako oblast velmi nízkého odporu, která nastane, jakmile napětí vzroste nad nastavenou prahovou hodnotu. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Potenciálně destruktivní energii přechodového impulzu, která je následkem tohoto omezení, absorbuje varistor (obrázek 5).

Obrázek 5: Při přítomnosti přechodového napětí dojde k náhlému přepnutí metaloxidového varistoru ze stavu vysokého odporu do nízkého odporu a k omezení tohoto napětí na přijatelnou úroveň. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Metaloxidové varistory se dodávají v mnoha různých možnostech, jako je například varistor V07E250PL2T s 390 V a 1,75 kA, což je malý kotouč s vodiči s průchozími otvory, jehož průměr měří pouhých 7 mm (obrázek 6). Používají se často na vstupních vedeních střídavého proudu, aby se zabránilo poškození v důsledku přechodového napětí ve vedeních střídavého proudu (oblast 1 na obrázku 3). Metaloxidové varistory lze zapojit paralelně k dosažení lepších vlastností zvládání špičkových proudů a energie, nebo sériově k poskytování vyšších jmenovitých napětí, než jsou normálně k dispozici, nebo jmenovitých hodnot mezi standardními nabídkami.

Obrázek 6: Metaloxidový varistor V07E250PL2T s vodiči s průchozími vodiči a 7mm kotoučem pro provoz až 390 V může zvládnout přechodový proud až 1750 A. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Vícevrstvé varistory jsou podobné metaloxidovým a zajišťují stejnou základní funkci. Liší se však svou interní konstrukcí a mají poněkud jiné vlastnosti. Vícevrstvé varistory se vyrábějí napařováním tenkých vrstev oxidu zinečnatého (ZnO) a vnitřních kovových elektrod, dále slinováním, zakončováním, posklením a na závěr pokovením. Při stejném jmenovitém napětí metaloxidového varistoru mají menší součásti vícevrstvých varistorů vyšší omezovací napětí a větší součásti mají lepší energetické vlastnosti.

Například vícevrstvý varistor V12MLA0805LNH byl testován několika impulzy svého jmenovitého špičkového proudu (3 A, 8/20 µs). Na konci testu byly po 10 000 pulzech napěťové vlastnosti zařízení stále bez problémů v rámci specifikace (obrázek 7). Toto zařízení by mělo být zvažováno k ochraně před přechodovými jevy v napájecím zdroji a portech USB (oblasti 1 a 5 na obrázku 3).

Obrázek 7: Vícevrstvé varistory, jako je model V12MLA0805LNH, mohou zvládnout opakující se impulzy přechodového napětí bez zhoršení výkonu. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Diody TVS také chrání citlivou elektroniku před vysokým přechodovým napětím a mohou reagovat na přepěťové události rychleji než většina ostatních typů zařízení pro ochranu obvodů. Přiškrtí a tím omezí napětí na určitou úroveň pomocí přechodu P-N, který má větší plochu příčného průřezu než normální dioda, což diodě TVS umožní svést větší proudy do uzemnění, aniž by došlo k poškození.

Diody TVS se obecně používají k ochraně před elektrickým přepětím způsobeným například úderem blesku, přepínáním indukční zátěže a elektrostatickými výboji (ESD) souvisejícími s přenosem nebo datovým vedením a elektrickými obvody. Doba jejich odezvy se pohybuje v řádu nanosekund, což přináší výhody při ochraně relativně citlivých rozhraní I/O v lékařských produktech, telekomunikačním a průmyslovém vybavení, v počítačích i spotřební elektronice. Diody mají definovaný vztah omezení mezi přechodovým a příčným napětím a proudem procházejícím diodou TVS se specifiky definovanými daným modelem TVS (obrázek 8).

Obrázek 8: Zobrazen je obecný vztah mezi přechodovým napětím, příčným napětím a proudem v diodě TVS. Konkrétní hodnoty jsou určeny vybraným modelem diody TVS. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Model SMCJ33A je jednosměrná dioda TVS s omezovacím napětím 53 V a jmenovitým špičkovým proudem 28 A v provedení SMT 5,6 × 6,6 mm. Pro případy, kdy se předpokládají přechodové jevy jak v pozitivním, tak negativním směru, je k dispozici také obousměrná verze (s příponou B). Při reprezentativním použití, jako je přenosný ultrazvukový skener s generátorem vysokonapěťových impulzů, které pohánějí piezoelektrické měniče, lze diody TVS použít k ochraně portů USB stejně jako displejů LCD/LED uživatelského rozhraní (oblasti 2 a 3 na obrázku 9).

Obrázek 9: Na tomto blokovém schématu přenosného ultrazvukového skeneru je dioda TVS, například model SMCJ33A s omezovacím napětím 53 V, kterou lze použít k ochraně před přechodovými jevy na portech USB a displejích LCD/LED (oblasti 2 a 3). (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Pole diod využívají řídicí diody soustředěné kolem velké diody TVS (jako je Zenerova dioda) a pomáhají tak snížit kapacitu přítomnou ve vedeních I/O. Tyto součástky mají ve vypnutém stavu nízkou kapacitu 0,3 až 5 pF a jsou vhodné pro úrovně elektrostatických výbojů od ±18 kV do ±30 kV. Mezi příklady použití lze jmenovat například ochranu rozhraní USB 2.0, USB 3.0, HDMI, eSATA a zobrazovací porty. Všimněte si, pole diod TVS s podobným názvem poskytuje stejnou základní funkci, ale má vyšší kapacitu a tím pádem je vhodnější pro rozhraní s nižšími rychlostmi.

Model SP3019-04HTG je příkladem takového pole diod (obrázek 10). V šestivodičovém provedení SOT23 jsou integrovány čtyři kanály s asymetrickou ochranou ESD s ultra nízkou kapacitou (0,3 pF) a model nabízí i extrémně nízký typický unikající proud 10 nA při napětí 5 V. Podobně jako u diod TVS jsou typickými použitími ochrana portů USB a displejů LCD/LED uživatelského rozhraní (opět oblasti 2 a 3 na obrázku 9).

Obrázek 10: Pole diod, jako je například model SP3019-04HTG, poskytuje ochranu ESD více vysokorychlostních vedení I/O. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Polovodičová relé, nazývaná také optoizolátory, umožňují, aby se jedno napětí přepnulo a řídilo nezávislé nesouvisející napětí s téměř dokonalou galvanickou izolací (bez ohmické cesty) mezi vstupem a výstupem. Tyto součástky slouží k mnoha různým cílům. Jeden z nich je funkční: Součástky mohou eliminovat zemní smyčky mezi samostatnými podobvody, nebo umožňovat high-side budičům v polomůstkové konfiguraci nebo konfiguraci H-můstku tranzistoru MOSFET, aby fluktovaly od zemnění. Další účel, ke kterému součástky slouží, souvisí s bezpečností a je důležitý zejména pro lékařské přístroje, ve kterých jejich izolace vytváří neprůchodnou bariéru. Toto omezení je nutné v případech, kdy dochází k vysokým interním napětím a zároveň ke kontaktu uživatele nebo pacienta s instrumentačním elektrickým vedením, knoflíky, sondami a kryty.

Zástupcem jednopólového spínacího (NO) polovodičového relé je model CPC1017NTR (provedení 1-Form-A). Nabízí se v miniaturním krytu 4 mm² se čtyřmi vodiči a mezi vstupem a výstupem zajišťuje izolaci 1500 V_RMS. Součástka má extrémně vysokou účinnost a k provozu vyžaduje proud LED pouze 1 mA. Může přepínat mezi 100 mA / 60 V a umožňuje bezobloukové přepínání bez potřeby externích odlehčovacích obvodů. Negeneruje navíc žádné rušení EMI/RFI a je imunní vůči externím vyzařovaným elektromagnetickým polím – což jsou charakteristiky požadované v některých lékařských vybaveních a systémech. Při použití například v defibrilátoru jej návrháři mohou využít k elektrickému oddělení nízkonapěťového obvodu od vysokonapěťového můstku pohánějícímu elektrody zařízení (obrázek 11).

Obrázek 11: Polovodičové relé SSR umožňuje v defibrilátoru, aby nízkonapěťová elektronika poháněla vysokonapěťové elektrody. Zároveň umožňuje, aby „fluktující“ budiče na horní straně uspořádání H-můstku zůstaly izolovány od zemnění systému (oblast 5). (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Indikátory teploty jsou specializované verze snímačů teploty, jako jsou termistory. Přestože se může zdát zřejmé, že potenciálně horké oblasti, jako jsou napájecí zdroje nebo zdroje vyššího napětí, je třeba monitorovat, aby se nepřehřály, může k významnému proudu docházet i na portu I/O, jako je port USB typu C, a i zde může dojít k přehřátí. K tomu může dojít vlivem interní závady nebo dokonce i vadné zátěže nebo připojením zkratovaného kabelu.

K vyřešení tohoto potenciálního problému pomáhá chránit konektory USB typu C před přehřátím indikátor teploty s pozitivním teplotním koeficientem (PTC) setP, jako je model SETP0805-100-SE. Součástka byla navržena tak, aby se přizpůsobila jedinečné specifikaci tohoto standardu USB a je schopná pomáhat chránit i nejvyšší úrovně napájení konektoru USB typu C. Je dostupná v provedení 0805 (2,0 × 1,2 mm) a pomáhá chránit systémy spotřebovávající 100 W a víc. Součástka poskytuje citlivou a spolehlivou indikaci teploty, protože její odpor vzrůstá z jmenovitého odporu 12 Ω při 25 °C až na 35 kΩ při 100 °C (typické hodnoty).

Trubice naplněné plynem (GDT) mohou u techniků vyvolat představu velkých a objemných trubic s viditelným jiskřením, ale skutečnost je naprosto odlišná. Tyto trubice se umisťují mezi vedení nebo vodič, které mají být chráněny (obvykle napájecí vedení střídavým proudem nebo jiný exponovaný vodič), a zemnění systému. Zajišťují tak téměř ideální mechanismus odvedení vyšších přepětí do země.

Za normálních provozních podmínek funguje plyn uvnitř součástky jako izolátor a trubice naplněná plynem proud nevede. Dojde-li k přepětí (nazývanému přeskokové napětí), plyn uvnitř trubice se rozloží a vede proud. Pokud přepětí přesáhne parametry jmenovitého přeskokového napětí, trubice naplněná plynem se aktivuje a vybije, čímž přesměruje škodlivou energii. Trubice naplněné plynem jsou k dispozici jako dvoupólové součástky pro neuzemněná vedení a jako třípólové součástky pro uzemněná vedení. Obě verze se dodávají v provedení SMT pro snadné zabudování a sestavení (obrázek 12).

Obrázek 12: Trubice naplněné plynem nabízené (vlevo) jako dvoupólové součástky pro neuzemněné obvody a (vpravo) jako třípólové součástky pro uzemněné obvody (symbolem trubice naplněné plynem je grafika podobající se písmenu Z v pravé části jednotlivých schematických obrázků). (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Trubice naplněné plynem jsou k dispozici pro jmenovité přeskokové hodnoty již od 75 V a mohou zvládat stovky a dokonce i tisíce ampérů. Například součástka GTCS23-750M-R01-2 je dvoupólová trubice naplněná plynem s jiskrovým výbojem 75 V a jmenovitým proudem 1 kA zapouzdřená v provedení SMT o rozměrech 4,5 mm na délku a 3 mm v průměru. Díky těmto rozměrům ji lze k poskytování ochrany umístit téměř kamkoli (obrázek 13).

Obrázek 13: Trubice naplněné plynem nemusejí vypadat jako velká zařízení s jiskřišti, jaká vidíme ve filmech. Model GTCS23-750M-R01-2 je trubice naplněná plynem 75 V, 1 kA v provedení SMT, které měří pouhých 4,5 mm na délku a 3 mm v průměru. (Zdroj obrázku: Littelfuse, Inc.)

Provedení se řídí normami

Lékařské přístroje musí splňovat mnoho norem týkajících se bezpečnosti. Některé z nich se přitom vztahují na všechny spotřební a komerční produkty, jiné pouze na lékařské přístroje. Velká část těchto norem platí v mezinárodním měřítku. Mezi mnoho norem a zákonných nařízení patří následující:

• IEC 60601-1-2 „Zdravotnické elektrické přístroje - Část 1-2: Všeobecné požadavky na základní bezpečnost a nezbytnou funkčnost - Skupinová norma: Elektromagnetická kompatibilita - Požadavky a zkoušky“
• IEC 60601-1-11 „Zdravotnické elektrické přístroje - Část 1-11: Obecné požadavky na základní bezpečnost a nezbytnou funkčnost - Skupinová norma: Požadavky na zdravotnické elektrické přístroje a zdravotnické elektrické systémy používané v prostředí domácí zdravotní péče“
• IEC 62311-2 „Posuzování elektronických a elektrických zařízení v souvislosti s omezeními vystavení člověka elektromagnetickým polím (0 Hz - 300 GHz)“
• IEC 62133-2 „Akumulátorové články a baterie obsahující alkalické nebo jiné nekyselé elektrolyty - Bezpečnostní požadavky pro přenosné uzavřené plynotěsné akumulátorové články a pro přenosné baterie z nich sestavené pro použití v přenosných aplikacích - Část 2: Lithiové systémy“

Opatrnost při výběru zařízení ochrany obvodů a způsobu jejich používání je předpokladem ke splnění těchto bezpečnostních nařízení. Používání přijímaných a schválených technik a součástek může také urychlit proces schvalování.

Závěr

Požadavky na to, kde, kdy, co a jak používat zařízení pro ochranu obvodů obecně a zejména v lékařských přístrojích, jsou pro design náročnou výzvou. Existuje mnoho vhodných ochranných součástek, některé jsou specifické pro danou funkci obvodu a jiné mají zase obecnější využití. Každá ze součástek má určitou sadu atributů, díky kterým je nejvhodnější volbou – nebo aspoň lepší volbou – v různých obvodech a umístěních systému, které takovou ochranu vyžadují. Není žádné zařízení, které by splňovalo požadavky různých systémů, a návrháři proto nakonec využívají k ochraně několik přístupů.

Ve většině případů je mnoho rozhodnutí o tom, která zařízení použít a jak je co nejlépe použít, již ze své podstaty komplikovaných. A vztahuje se na ně také zákonná kontrola. Návrháři by měli silně zvážit žádost o pomoc erudovaných techniků pro dané použití u dodavatele ochranného zařízení nebo určeného dodavatele (distributora). Jejich znalosti a zkušenosti mohou zkrátit dobu do uvedení výrobku na trh, zajistit pečlivější provedení a usnadnit cestu k zákonnému schválení.