У меня много разных адаптеров переменного тока и блоков питания для различных устройств, от небольших зарядных устройств USB 5 В/1 А до адаптеров питания для ноутбуков и настольных блоков питания. Однако я часто слышу воющий шум от некоторых из этих блоков питания. Чаще всего это происходит, когда они не подключены к устройству или иным образом не используются, и прекращают шуметь, когда я подключаю к ним нагрузку, например, подключаю устройство, которое не полностью заряжено.
Почему некоторые адаптеры переменного тока и блоки питания издают этот воющий звук? Почему некоторыенетиздавать этот шум? Можно ли что-нибудь сделать, чтобы его заглушить?
решение1
Большинство устройств преобразования энергии содержат катушки, такие как трансформаторы или индукторы. Эти компоненты используют электромагнетизм для преобразования мощности переменного тока в низковольтную мощность постоянного тока. Переменные магнитные поля, создаваемые этими компонентами, могут вызывать их физическую вибрацию с высокой частотой, что приводит к высокочастотному шуму.
Большинство современных адаптеров переменного токаимпульсные блоки питания. Внутренняя частота переключения ИБП обычно низкая при отсутствии нагрузки и увеличивается с нагрузкой до определенной точки в зависимости от конструкции. Частота без нагрузки часто достаточно низкая, чтобы быть в пределах диапазона человеческого слуха. Кроме того, в ситуациях с низкой или нулевой нагрузкойШИМиспользуется для регулирования напряжения наинверторный каскадбудет работать с низким рабочим циклом, создавая «пиковый» выходной профиль, который более склонен вызывать вибрацию в катушках, и сам трансформатор также будет иметь тенденцию вибрировать (см. ответ Дэниела Р. Хика ниже для получения более подробной информации). Вместе это может привести к слышимому шуму, особенно в более дешевых устройствах, которые не могут подавить этот шум.
Под нагрузкой правильно функционирующий SMPS должен работать на частоте, значительно превышающей диапазон человеческого слуха, обычно 50 кГц или выше (хотя некоторые старые конструкции работают на частоте 33 кГц). Однако тот же шум может возникать под нагрузкой с плохо спроектированным или неисправным источником питания, поскольку катушки могут вибрировать под электрическим напряжением насубгармоническийчастота.
Катушки, используемые в качестве индукторов или трансформаторов в других электронных устройствах, включая те, что на материнских платах, графических картах или других компонентах компьютера, также могут вибрировать во время работы. Таким образом, неисправное устройство может генерировать слышимый свист катушки во время работы.
Вот почему иногда можно увидеть странные капли клея на катушках внутри электронных устройств. Клей помогает снизить вибрацию и шум, которые катушки генерируют во время нормальной работы. Пользователи вполне могут наносить клей на катушки с помощью клеевого пистолета, чтобы подавить свист катушки, и некоторые успешно делали это на своих компьютерных деталях. Однако, как правило, вы не можете легко сделать это на небольших настенных зарядных устройствах, таких как вы упомянули, не рискуя повредить зарядное устройство или подвергнуться потенциально опасному напряжению.
В конечном счете, воющий шум не обязательно является признаком неисправности в дешевых настенных зарядных устройствах, когда они не потребляют или потребляют мало энергии. Однако блок питания компьютера или зарядное устройство для ноутбука, которые генерируют шум катушки, особенно под нагрузкой, могут быть неисправны, и вы можете рассмотреть возможность их замены.
Более подробную информацию о шуме катушки можно найти вэта статья в Википедии.
решение2
«Импульсный» блок питания (как и практически все современные компьютерные блоки питания) работает, «выпрямляя» входящий переменный ток 120 В 60 Гц (в США) в постоянный ток (около 170 вольт), «фильтруя» конденсаторами, а затем используя полупроводниковую схему для «прерывания» постоянного напряжения примерно 1000 раз в секунду, чтобы превратить его обратно в грубый переменный ток. (То, что называется «прямоугольной волной», по сравнению с «синусоидой» обычного переменного тока.) Это «прерывистое» напряжение затем проходит через трансформатор для получения желаемых выходных напряжений. Выходы снова выпрямляются в постоянный ток и фильтруются для получения желаемых напряжений для компьютера.
В этой схеме базовая регулировка напряжения выполняется путем регулировки "рабочего цикла" прерывистого напряжения. Когда блок питания слегка нагружен, схема не выдает красивую симметричную "прямоугольную волну", а вместо этого серию узких пиков, и эта "шиповатая" форма волны с большей вероятностью вызовет раздражающий слышимый шум в трансформаторах и других компонентах, а также с большей вероятностью вызовет "электрический шум", который вы, например, услышите в соседнем радио.
Кроме того, когда блок питания имеет небольшую нагрузку, большая часть магнитного поля внутри трансформатора уходит в корпус трансформатора и на окружающие компоненты (поскольку меньшая часть поля улавливается «вторичной» катушкой трансформатора), и это «убегающее» магнитное поле с большей вероятностью может вызывать шум.
решение3
Трансформаторы частично созданы путем склеивания металлических пластин. Поля переменного тока вызывают возвратно-поступательные силы в металлических пластинах. По мере старения трансформатора пластины начинают разделяться, что приводит к движению пластин, которые вибрируют, вызывая гудящий звук, который вы слышите.
решение4
Я попал на эту страницу, когда купил новый литий-ионный аккумулятор Craftsman C3 19,2 В / зарядное устройство, которое начало издавать этот воющий звук при подключении. Я зашел сюда, чтобы поискать ответ, и, читая его, понял, что у меня рядом с ним лежит одна или две зубные щетки с беспроводной зарядкой (Philips Sonicare и Oral B). Я немного отодвинул зарядное устройство, и жужжание исчезло. Я предполагаю, что жужжание вызвано электромагнитными помехами от этих беспроводных зарядных устройств, которые улавливаются трансформаторами в зарядном устройстве.