Proč některé adaptéry střídavého proudu a napájecí zdroje způsobují šumění?

Většinou jsou naše napájecí adaptéry a napájecí zdroje spíše tiché, ale co to znamená, když někdo dělá kvílení? Máte-li zájem? Dnešní příspěvek SuperUser Q & A má odpovědi na znepokojující otázky čtenáře.

Dnešní zasedání Otázky a odpovědi nás přichází s laskavým svolením SuperUser - podřízené rozdělení Stack Exchange, které je založeno na komunitě prostřednictvím skupin webových stránek.

Foto s laskavým svolením Bart Everson (Flickr).

Otázka

Čtečka SuperUser Rishat Muhametshin chce vědět, proč některé z jeho adaptérů a napájecích zdrojů způsobují křiklavý zvuk:

Mám mnoho různých AC adaptérů a napájecích zdrojů pro celou řadu zařízení, od malých nabíječů 5V / 1A USB až po napájecí adaptéry pro notebooky a stolní napájecí zdroje. Často však slyším z některých těchto napáječů křiku. K tomu dochází nejčastěji, když nejsou připojeni k zařízení nebo se jinak používají, a přestane vytvářet šumy, když připojím zařízení, které není plně nabité.

Proč některé střídavé adaptéry a napájecí zdroje způsobují tento kňučivý zvuk? Proč některé ne dělat tento šum? Mohu něco udělat, abych to potlačil??

Proč některé střídavé adaptéry a napájecí zdroje způsobují výstražný šum?

Odpověď

Příznivci SuperUser DragonLord a Daniel R Hicks mají odpověď na nás. První, DragonLord:

Většina zařízení pro přeměnu energie obsahuje cívky, jako jsou transformátory nebo induktory. Tyto komponenty používají elektromagnetismus k přeměně střídavého proudu na nízkonapěťový stejnosměrný výkon. Variabilní magnetické pole generované těmito součástmi může způsobit, že fyzicky vibrují s vysokou frekvencí, což vede k vysokému hluku.

Většina moderních síťových adaptérů jsou napájecí zdroje se spínaným režimem. Interní spínací frekvence SMPS je typicky nízká, když je vyložena a zvyšuje se zatížením (až do určitého bodu v závislosti na konstrukci). Frekvence bez zátěže je často dostatečně nízká, aby byla v oblasti lidského sluchu.

Navíc v situacích s nízkým nebo bez zátěže bude PWM (Pulse Width Modulation) použita pro regulaci napětí na stupni měniče při nízkém pracovním cyklu a vytvoří výstupní profil "spikey", který je více náchylný k vyvolání vibrací ve svitcích, a transformátor sám bude mít tendenci vibrovat také. Společně tyto mohou vést ke slyšitelnému hluku, a to zejména u levnějších jednotek, které tento hluk potlačují.

Při zatížení by měl správně fungující SMPS pracovat s frekvencí nad úrovní lidského sluchového rozsahu, obvykle 50 kHz nebo vyšší (ačkoli některé starší modely pracují na 33 kHz). Stejný hluk se však může vyskytnout při zatížení se špatně navrženým nebo vadným napájecím zdrojem, protože cívky mohou vibrovat při elektrickém namáhání podk harmonickou frekvencí.

To je důvod, proč občas vidíte "lepidlo" na svitcích uvnitř elektronických zařízení. Lepidlo pomáhá redukovat vibrace a hluk, které cívky generují při normálním provozu. Samozřejmě to znamená, že uživatel může aplikovat lepidlo na svitky s použitím lepidla pro potlačení střetu cívky - a ano, lidé to úspěšně udělali pomocí základních desek PC, grafických karet a napájecích zdrojů. Nicméně, obecně to nemůžete udělat na malých nabíječkách zdi, které jste uvedli, aniž byste riskovali poškození nabíječky nebo vystavení potenciálně nebezpečným napětím.

Závěrem, křiklavý šum nemusí být nutně známkou potíží v levnějších nabíječkách na stěnu, když jsou vyloženy. Počítačový napájecí zdroj nebo notebooková nabíječka, která generuje zvuk cívky, obzvláště když je pod zatížením, může být vadná a možná budete chtít jej nahradit.

Více informací o hluku cívky najdete v tomto článku Wikipedie.

Následuje odpověď od Daniela R Hicksa:

Cívka měděného drátu bez jakýchkoliv "jádrových" kovových desek může být kroužena. Když se magnetické pole zvětšuje a snižuje (obecně asi tisíckrát za sekundu), síla pole způsobuje, že se rozměry cívky mírně změní a tato vibrace vede k kvílení zvuku. Dokonce i dráty na desce s tištěnými spoji mohou za správných okolností klečet (mírně).

Musíte něco přidat k vysvětlení? Vyjměte v komentářích. Chcete se dozvědět více odpovědí od ostatních uživatelů technologie Stack Exchange? Podívejte se na celý diskusní příspěvek zde.