Tenho muitos adaptadores CA e fontes de alimentação diferentes para uma variedade de dispositivos, desde pequenos carregadores USB 5V/1A até adaptadores de energia para laptops e fontes de alimentação de desktop. No entanto, muitas vezes ouço um ruído agudo vindo de algumas dessas fontes de alimentação. Isso acontece com mais frequência quando eles não estão conectados a um dispositivo ou em uso e param de fazer barulho quando eu conecto uma carga a ele, como ao conectar um dispositivo que não está totalmente carregado.
Por que alguns adaptadores AC e fontes de alimentação fazem esse barulho? Por que algunsnãofazer esse barulho? Há algo que eu possa fazer para suprimi-lo?
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A maioria dos dispositivos de conversão de energia contém bobinas, como transformadores ou indutores. Esses componentes usam eletromagnetismo para converter a energia da rede elétrica CA em energia CC de baixa tensão. Os campos magnéticos variados gerados por esses componentes podem fazer com que eles vibrem fisicamente em alta frequência, resultando em um ruído agudo.
A maioria dos adaptadores AC modernos sãofontes de alimentação comutadas. A frequência de comutação interna de um SMPS é normalmente baixa quando descarregado e aumenta com a carga até certo ponto, dependendo do projeto. A frequência sem carga costuma ser baixa o suficiente para estar dentro da faixa de audição humana. Além disso, em situações de baixa ou sem carga, oPWMusado para regular a tensão noestágio inversorestará em um ciclo de trabalho baixo, criando um perfil de saída "espigado" que é mais propenso a causar vibração nas bobinas, e o próprio transformador tenderá a vibrar também (veja a resposta de Daniel R Hick abaixo para mais detalhes). Juntos, estes podem levar a ruído audível, especialmente em unidades mais baratas que não conseguem suprimir este ruído.
Sob carga, um SMPS funcionando corretamente deve operar em uma frequência bem acima da faixa auditiva humana, normalmente 50 kHz ou superior (embora alguns projetos mais antigos operem a 33 kHz). No entanto, o mesmo ruído pode ocorrer sob carga com uma fonte de alimentação mal projetada ou defeituosa, pois as bobinas podem vibrar sob tensão elétrica a uma velocidadesubharmônicofrequência.
Bobinas usadas como indutores ou transformadores em outros dispositivos eletrônicos, incluindo placas-mãe, placas gráficas ou outros componentes de computador, também podem vibrar durante a operação. Como tal, um dispositivo defeituoso pode gerar um ruído audível na bobina durante a operação.
É por isso que às vezes você vê gotas estranhas de cola em bobinas dentro de dispositivos eletrônicos. A cola ajuda a reduzir a vibração e o ruído que as bobinas geram durante a operação normal. É perfeitamente possível que os usuários apliquem cola em bobinas usando uma pistola de cola para suprimir o ruído da bobina, e as pessoas têm feito isso com sucesso em suas peças de computador. No entanto, geralmente você não pode fazer isso facilmente em pequenos carregadores de parede do tipo mencionado, sem correr o risco de danificar o carregador ou de exposição a tensões potencialmente perigosas.
Em última análise, um ruído agudo não é necessariamente um sinal de problema em carregadores de parede mais baratos, quando pouca ou nenhuma energia está sendo consumida deles. No entanto, uma fonte de alimentação de computador ou carregador de laptop que gera ruído de bobina, especialmente quando sob carga, pode estar com defeito e você pode considerar substituí-lo.
Mais informações sobre o ruído da bobina podem ser encontradas emeste artigo da Wikipédia.
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Uma fonte de alimentação "comutada" (como praticamente todas as fontes de alimentação de computador modernas) funciona "retificando" a energia CA de entrada de 120 V 60 Hz (nos EUA) em CC (em cerca de 170 volts), "filtrando" com capacitores e, em seguida, usando um semicondutor circuito para "cortar" a tensão CC cerca de 1000 vezes por segundo para transformá-la novamente em CA bruta. (O que é chamado de "onda quadrada" versus "onda senoidal" da CA comum.) Essa tensão "cortada" passa por um transformador para produzir as tensões de saída desejadas. As saídas são novamente retificadas para DC e filtradas, para produzir as tensões desejadas para o computador.
Com este esquema, a regulação básica da tensão é realizada ajustando o “ciclo de trabalho” da tensão cortada. Quando a fonte de alimentação está levemente carregada, o circuito não produz uma bela "onda quadrada" simétrica, mas sim uma série de picos estreitos, e essa forma de onda "espigada" tem maior probabilidade de produzir ruído audível irritante nos transformadores e outros componentes e é também é mais provável que produza "ruído elétrico" que você ouviria, por exemplo, em um rádio próximo.
Além disso, quando uma fonte de alimentação é levemente carregada, mais campo magnético dentro de um transformador escapa para a caixa do transformador e para os componentes circundantes (uma vez que menos é capturado pela bobina "secundária" do transformador), e este "escapamento" magnético campo é mais propenso a causar ruído.
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Os transformadores são criados em parte pela colagem de placas de metal. Os campos CA causam forças para frente e para trás nas placas metálicas. À medida que o transformador envelhece, as placas começam a se separar e permitem o movimento nas placas que vibram causando o zumbido que você ouve.
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Cheguei a esta página quando comprei uma nova bateria / carregador de íon-lítio Craftsman C3 19,2 V que começou a fazer aquele barulho de choro quando eu conectei. duas escovas de dente com carregamento sem fio (Philips Sonicare e uma Oral B) próximas a ele. Afastei um pouco o carregador e o zumbido desapareceu. Presumo que o zumbido seja causado pela interferência eletromagnética dessas unidades de carregamento sem fio, captada pelos transformadores do carregador.