我有許多不同的交流電源轉接器和電源,適用於各種設備,從小型 5V/1A USB 充電器到筆記型電腦電源轉接器和桌上型 PSU。然而,我經常聽到其中一些電源發出嗚嗚聲。這種情況最常發生在它們未連接到設備或以其他方式使用時,並且當我將負載連接到它時(例如插入未充滿電的設備)停止發出噪音。
為什麼某些交流電源供應器和電源供應器會發出這種嗚嗚聲?為什麼要做一些不是發出這種聲音?我能做些什麼來抑制它嗎?
答案1
大多數功率轉換設備都包含線圈,例如變壓器或電感器。這些組件利用電磁作用將交流主電源轉換為低壓直流電源。這些組件產生的變化磁場可能會導致它們以高頻物理振動,從而產生高音調噪音。
大多數現代交流電轉接器都是開關電源。 SMPS 的內部開關頻率在空載時通常較低,並且隨著負載的增加而增加,直到達到某個點(取決於設計)。空載頻率通常夠低,在人類聽覺範圍內。此外,在低負載或空載情況下,脈寬調製用於調節電壓逆變級將處於低佔空比,產生“尖峰”輸出曲線,這更容易引起線圈振動,並且變壓器本身也會振動(有關更多詳細信息,請參閱下面 Daniel R Hick 的回答)。這些因素加在一起可能會導致可聽噪音,尤其是在無法抑制這種噪音的較便宜的設備中。
在負載下,正常運行的 SMPS 應在遠高於人類聽覺範圍的頻率下運行,通常為 50 kHz 或更高(儘管一些較舊的設計在 33 kHz 下運行)。然而,在設計不良或有缺陷的電源的負載下,也會出現相同的噪音,因為線圈可能會在電應力作用下振動。次諧波頻率。
在其他電子設備(包括主機板、顯示卡或其他電腦組件)中用作電感器或變壓器的線圈也會在運作過程中振動。因此,有缺陷的設備在運作期間可能會產生可聽見的線圈嗚嗚聲。
這就是為什麼您有時會在電子設備內部的線圈上看到奇怪的膠團。膠水有助於減少線圈在正常運作期間產生的振動和噪音。使用者完全可以使用膠槍將膠水塗在線圈上以抑制線圈嗚嗚聲,並且人們已經在他們的電腦零件上成功地做到了這一點。然而,您通常無法在您提到的那種小型壁式充電器上輕鬆做到這一點,而不冒損壞充電器或暴露於潛在危險電壓的風險。
最終,當較便宜的壁式充電器消耗很少或沒有電力時,發出嗚嗚聲並不一定是出現問題的跡象。然而,特別是在負載下產生線圈噪音的電腦電源或筆記型電腦充電器可能有缺陷,您可能需要考慮更換它。
有關線圈噪聲的更多信息,請參見這篇維基百科文章。
答案2
「開關」電源(就像幾乎所有現代電腦電源一樣)的工作原理是將輸入的 120V 60Hz(在美國)交流電“整流”為直流電(大約 170 伏特),用電容器“濾波”,然後使用半導體每秒大約1000 次「斬波」直流電壓的電路,將其轉換回原始交流電壓。 (所謂的“方波”,而不是普通交流電的“正弦波”。)然後,該“斬波”電壓流經變壓器以產生所需的輸出電壓。輸出再次被整流為直流並進行濾波,以產生電腦所需的電壓。
透過此方案,透過調整斬波電壓的「佔空比」來執行基本電壓調節。當電源輕載時,電路不會產生良好的對稱“方波”,而是產生一系列窄尖峰,並且“尖峰”波形更有可能在變壓器和其他組件中產生煩人的可聽噪聲,並且也更有可能產生“電噪聲”,您可以在附近的收音機中聽到這些噪音。
此外,當電源輕載時,變壓器內部的更多磁場會逃逸到變壓器外殼和周圍組件(因為變壓器的「次級」線圈捕獲的磁場較少),並且這種「逃逸」磁場更容易產生雜訊。
答案3
變壓器部分是將金屬板黏合在一起而製成的。交流場在金屬板中產生來迴力。隨著變壓器老化,板開始分離並允許板運動,從而振動,導致您聽到嗡嗡聲。
答案4
我來到此頁面是因為我買了一塊新的Craftsman C3 19.2 V 鋰離子電池/充電器,當我插入時,它開始發出嗚嗚聲。有一個或旁邊有兩把無線充電牙刷(飛利浦 Sonicare 和歐樂 B)。我將充電器移開一點,嗡嗡聲就消失了。我認為嗡嗡聲是來自這些無線充電裝置的電磁幹擾,充電器中的變壓器會接收到這些電磁幹擾。