Dlaczego niektóre zasilacze i adaptery prądu zmiennego generują wycie i co można z tym zrobić?

Większość urządzeń przetwarzających energię elektryczną zawiera cewki, takie jak transformatory lub cewki indukcyjne. Elementy te wykorzystują elektromagnetyzm do przekształcania prądu przemiennego na prąd stały o niskim napięciu. Zmienne pola magnetyczne generowane przez te komponenty mogą powodować ich fizyczne wibracje o wysokiej częstotliwości, co skutkuje wysokim dźwiękiem.

Większość nowoczesnych zasilaczy AC to zasilacze impulsowe . Wewnętrzna częstotliwość przełączania SMPS jest zazwyczaj niska, gdy nie jest obciążony i wzrasta wraz z obciążeniem do pewnego punktu, w zależności od projektu. Częstotliwość bez obciążenia jest często na tyle niska, że mieści się w zakresie słyszalności człowieka. Dodatkowo, w sytuacjach niskiego obciążenia lub braku obciążenia, PWM ](https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation) używany do regulacji napięcia na etapie falownika ](https://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply#Inverter_stage) będzie miał niski cykl pracy tworząc profil wyjściowy “spikey”, który jest bardziej podatny na powodowanie wibracji w cewkach, a sam transformator będzie miał tendencję do wibracji (zobacz odpowiedź Daniela R Hick'a poniżej, aby uzyskać więcej szczegółów). Razem, może to prowadzić do słyszalnego hałasu, szczególnie w tańszych jednostkach, które nie tłumią tego hałasu.

Pod obciążeniem, prawidłowo działający SMPS powinien pracować z częstotliwością znacznie powyżej ludzkiego zakresu słyszalności, typowo 50 kHz lub wyższą (chociaż niektóre starsze konstrukcje pracują z częstotliwością 33 kHz). Jednakże, ten sam hałas może wystąpić pod obciążeniem przy źle zaprojektowanym lub uszkodzonym zasilaczu, ponieważ cewki mogą drgać pod napięciem elektrycznym z częstotliwością podharmoniczną .

Cewki używane jako cewki indukcyjne lub transformatory w innych urządzeniach elektronicznych, w tym na płytach głównych, kartach graficznych lub innych komponentach komputerowych, mogą również drgać podczas pracy. W związku z tym uszkodzone urządzenie może generować słyszalne wycie cewek podczas pracy.

To dlatego czasami można zobaczyć dziwne plamy kleju na cewkach wewnątrz urządzeń elektronicznych. Klej pomaga zredukować wibracje i hałas, który cewki generują podczas normalnej pracy. Jest to całkowicie możliwe dla użytkowników, aby zastosować klej na cewki za pomocą pistoletu do klejenia, aby stłumić wycie cewki, a ludzie z powodzeniem to zrobili na swoich częściach komputerowych. Jednakże, generalnie nie można tego zrobić łatwo na małych ładowarkach ściennych, takich jak wspomniałeś, bez ryzyka uszkodzenia ładowarki lub narażenia na potencjalnie niebezpieczne napięcia.

Ostatecznie, jęczenie nie musi być oznaką problemów w tańszych ładowarkach ściennych, gdy pobierana jest z nich niewielka lub żadna moc. Jednak zasilacz komputerowy lub ładowarka do laptopa, która generuje szum cewek, zwłaszcza pod obciążeniem, może być uszkodzona i warto rozważyć jej wymianę.

Więcej informacji na temat szumu cewek można znaleźć w tym artykule Wikipedii .

Zasilacz “przełączający” (jak praktycznie wszystkie nowoczesne zasilacze komputerowe) działa poprzez “prostowanie” przychodzącego napięcia 120V 60Hz (w USA) AC na DC (około 170 V), “filtrowanie” za pomocą kondensatorów, a następnie użycie obwodu półprzewodnikowego do “cięcia” napięcia DC około 1000 razy na sekundę, aby przekształcić je z powrotem w surowy AC. To “posiekane” napięcie przechodzi następnie przez transformator, aby wytworzyć pożądane napięcie wyjściowe. Wyjścia te są ponownie prostowane do prądu stałego i filtrowane, aby wytworzyć pożądane napięcia dla komputera.

W tym schemacie, podstawowa regulacja napięcia jest wykonywana poprzez regulację “cyklu pracy” siekanego napięcia. Kiedy zasilacz jest lekko obciążony, układ nie wytwarza symetrycznej “fali kwadratowej”, ale serię wąskich skoków, a taki “kolczasty” kształt fali jest bardziej prawdopodobny do wytworzenia irytującego hałasu słyszalnego w transformatorach i innych komponentach, a także jest bardziej prawdopodobne, że wytworzy “szum elektryczny”, który można usłyszeć np. w pobliskim radiu.

Dodatkowo, gdy zasilacz jest lekko obciążony, więcej pola magnetycznego wewnątrz transformatora ucieka do obudowy transformatora i do otaczających go komponentów (ponieważ mniej jest przechwytywane przez “wtórne” uzwojenie transformatora), a to “uciekające” pole magnetyczne jest bardziej skłonne do powodowania szumów.

Transformatory są tworzone częściowo przez sklejanie ze sobą płyt metalowych. Pola prądu zmiennego powodują powstawanie w płytach metalowych sił działających w przód i w tył. W miarę starzenia się transformatora płyty zaczynają się od siebie oddzielać, co pozwala na ruch na płytach, które wibrują powodując słyszalny dźwięk szumienia.

Czy jest coś, co mogę zrobić, aby to stłumić?

Jak już ci powiedziano, klej, ponieważ

1. klej dodaje tłumienia do drgającej cewki, wtedy stacjonarna odpowiedź cewki staje się mniejsza, jak również wytwarzany hałas
2. klej dodaje ograniczenia do cewki, wtedy (mechaniczna) częstotliwość podstawowa cewki wzrasta powyżej twojej zdolności słyszenia.

Inne rozwiązanie, o którym nie wspomniano (disclaimer: nie przeczytałem WSZYSTKICH komentarzy…), a które jest korzystne dla środowiska! polega na odłączeniu zasilacza (to właśnie robię cały czas z ładowarką do mojego telefonu komórkowego Nokia)!

Trafiłem na tę stronę, ponieważ kupiłem nowy akumulator/ładowarkę Craftsman C3 19,2 V Li-ion, który zaczął wydawać ten jęczący dźwięk, gdy go podłączałem. Podszedłem, aby szukać jakiejś odpowiedzi, czytając ją, zdałem sobie sprawę, że mam jedną lub dwie bezprzewodowo ładowane szczoteczki do zębów (Philips Sonicare i Oral B) obok niego. Odsunąłem ładowarkę trochę dalej i brzęczenie ustąpiło. Zakładam, że brzęczenie jest od zakłóceń elektromagnetycznych z tych bezprzewodowych jednostek ładujących, które dostaje się do transformatorów w ładowarce.

Adapter mojego routera również robił wysoki dźwięk, który dosłownie doprowadzał mnie do szału. Jednak szybko rozwiązałem ten problem, owijając go kawałkiem materiału. Teraz już go nie słyszę.