Dlaczego niektóre zasilacze i zasilacze generują skomlący hałas i co mogę z tym zrobić?

Mam wiele różnych zasilaczy i zasilaczy do różnych urządzeń, od małych ładowarek USB 5V / 1A po zasilacze do laptopów i zasilacze stacjonarne. Jednak często słyszę skomlenie z niektórych z tych zasilaczy. Dzieje się tak najczęściej, gdy nie są podłączone do urządzenia lub w inny sposób w użyciu, i przestają hałasować, kiedy podłączam do niego obciążenie, na przykład podłączając urządzenie, które nie jest w pełni naładowane.

Dlaczego niektóre zasilacze i zasilacze powodują ten marudzenie? Dlaczego niektórzy nie hałasują? Czy mogę coś zrobić, aby to stłumić?

Większość urządzeń do konwersji mocy zawiera cewki, takie jak transformatory lub cewki indukcyjne. Elementy te wykorzystują elektromagnetyzm do przekształcania zasilania sieciowego prądu przemiennego w niskonapięciowy prąd stały. Zmienne pola magnetyczne generowane przez te elementy mogą powodować fizyczne wibracje z wysoką częstotliwością, co powoduje wysoki dźwięk.

Większość nowoczesnych zasilaczy sieciowych to zasilacze impulsowe . Wewnętrzna częstotliwość przełączania SMPS jest zwykle niska po rozładowaniu i rośnie wraz z obciążeniem do pewnego punktu w zależności od projektu. Częstotliwość bez obciążenia jest często wystarczająco niska, aby znajdować się w zasięgu ludzkiego słuchu. Ponadto w sytuacjach niskiego obciążenia lub bez obciążenia PWM zastosowany do regulacji napięcia na etapie falownika będzie pracował w niskim cyklu pracy, tworząc „kolczasty” profil wyjściowy, który jest bardziej podatny na wibracje w cewkach, a sam transformator będzie również mają tendencję do wibrowania (więcej szczegółów znajduje się w odpowiedzi Daniela R. Hicka). Razem mogą one prowadzić do słyszalnego hałasu, szczególnie w tańszych urządzeniach, które nie tłumią tego hałasu.

Pod obciążeniem prawidłowo działający SMPS powinien działać na częstotliwości znacznie przekraczającej zakres ludzkiego słuchu, zwykle 50 kHz lub wyższej (chociaż niektóre starsze konstrukcje działają przy 33 kHz). Jednak ten sam hałas może wystąpić pod obciążeniem przy źle zaprojektowanym lub wadliwym zasilaczu, ponieważ cewki mogą wibrować pod naprężeniem elektrycznym o częstotliwości subharmonicznej .

Cewki używane jako cewki indukcyjne lub transformatory w innych urządzeniach elektronicznych, w tym na płytach głównych, kartach graficznych lub innych elementach komputera, mogą również wibrować podczas pracy. Jako takie, wadliwe urządzenie może generować słyszalny wycie cewki podczas pracy.

To dlatego czasami widzisz dziwne plamy kleju na cewkach wewnątrz urządzeń elektronicznych. Klej pomaga zredukować wibracje i hałas generowany przez cewki podczas normalnej pracy. Użytkownicy mogą całkowicie nakładać klej na cewki za pomocą pistoletu do klejenia, aby stłumić wycie cewki, a ludzie z powodzeniem to zrobili na swoich częściach komputerowych. Jednak na ogół nie można tego łatwo zrobić na małych ładowarkach ściennych wspomnianego rodzaju, bez ryzyka uszkodzenia ładowarki lub narażenia na potencjalnie niebezpieczne napięcia.

W końcu zawodzący hałas niekoniecznie jest oznaką kłopotów w tańszych ładowarkach ściennych, gdy pobierana jest z nich niewielka lub zerowa moc. Jednak zasilacz komputera lub ładowarka do laptopa, który generuje szum cewki, szczególnie gdy jest pod obciążeniem, mogą być wadliwe i warto rozważyć jego wymianę.

Więcej informacji na temat hałasu cewki można znaleźć w tym artykule w Wikipedii .

Zasilacz „przełączający” (jak praktycznie wszystkie współczesne zasilacze komputerowe) działa poprzez „prostowanie” przychodzącego prądu przemiennego 120 V 60 Hz (w USA) na prąd stały (przy około 170 woltach), „filtrowanie” za pomocą kondensatorów, a następnie za pomocą półprzewodnika obwód, aby „posiekać” napięcie prądu stałego około 1000 razy na sekundę, aby przekształcić je z powrotem w surowy prąd przemienny. (To, co nazywa się „falą kwadratową”, w porównaniu do „fali sinusoidalnej” zwykłego prądu przemiennego). To „przerywane” napięcie przepływa następnie przez transformator, aby wytworzyć pożądane napięcia wyjściowe. Wyjścia są ponownie prostowane na prąd stały i filtrowane, aby wytworzyć pożądane napięcia dla komputera.

W tym schemacie podstawową regulację napięcia wykonuje się poprzez dostosowanie „cyklu roboczego” odciętego napięcia. Gdy zasilacz jest lekko obciążony, obwód nie wytwarza ładnej symetrycznej „fali prostokątnej”, lecz szereg wąskich impulsów, a ten „kolczasty” przebieg jest bardziej prawdopodobne, że będzie wytwarzał denerwujący słyszalny hałas w transformatorach i innych elementach i jest bardziej prawdopodobne jest wytwarzanie „szumu elektrycznego”, który można usłyszeć np. w pobliskim radiu.

Dodatkowo, gdy zasilacz jest lekko obciążony, więcej pola magnetycznego wewnątrz transformatora ucieka do obudowy transformatora i otaczających elementów (ponieważ mniej jest wychwytywanych przez „wtórną” cewkę transformatora), a to „uciekające” magnesy pole jest bardziej podatne na hałas.

Transformatory powstają częściowo poprzez sklejenie metalowych płyt. Pola prądu przemiennego powodują siły tam iz powrotem w metalowych płytach. W miarę starzenia się transformatora płyty zaczynają się rozdzielać i umożliwia ruch na płytach, które wibrują, powodując buczenie.

Czy mogę coś zrobić, aby to stłumić?

Jak już ci powiedzieli, przyklej, ponieważ

1. klej zwiększa tłumienie drgającej cewki, następnie zmniejsza się stacjonarna reakcja cewki, a także wytwarzany hałas
2. klej dodaje ograniczenia do cewki, a następnie częstotliwość podstawowa (mechaniczna) cewki wzrasta powyżej zdolności słyszenia.

Kolejne rozwiązanie, o którym nie wspomniano (zastrzeżenie: nie przeczytałem WSZYSTKICH komentarzy ...), i dźwięk ekologiczny! polega na odłączeniu adaptera (to właśnie robię przez cały czas z ładowarką do mojego telefonu Nokia!)

Przyszedłem na tę stronę, kiedy kupiłem nową baterię litowo-jonową / ładowarkę Craftsman C3 19,2 V, która zaczęła wydawać ten marudzenie, gdy podłączyłem urządzenie. Podszedłem, by poszukać odpowiedzi, czytając, zdałem sobie sprawę, że mam jedną lub dwie szczoteczki do ładowania bezprzewodowego (Philips Sonicare i Oral B) obok. Odsunąłem trochę ładowarkę i szum zniknął. Zakładam, że szum jest spowodowany zakłóceniami elektromagnetycznymi z tych bezprzewodowych jednostek ładujących, które są odbierane przez transformatory w ładowarce.

Adapter mojego routera również wydawał wysoki dźwięk, który dosłownie doprowadzał mnie do szaleństwa. Jednak szybko to rozwiązałem, zawijając go w kawałek materiału. Teraz już tego nie słyszę.