Questão Por que alguns adaptadores de CA e fontes de alimentação geram um ruído de chiado e o que posso fazer sobre isso?


Eu tenho muitos adaptadores AC e fontes de alimentação diferentes para uma variedade de dispositivos, desde pequenos carregadores USB de 5V / 1A até adaptadores de energia de laptop e PSUs de mesa. No entanto, muitas vezes ouço um ruído lamentoso de algumas dessas fontes de alimentação. Isso acontece com mais frequência quando eles não estão conectados a um dispositivo ou estão em uso, e param de fazer barulho quando eu conecto uma carga a ele, por exemplo, conectando um dispositivo que não está totalmente carregado.

Por que alguns adaptadores de CA e fontes de alimentação fazem esse ruído de chiado? Por que alguns não fazer esse barulho? Existe alguma coisa que eu possa fazer para suprimi-lo?


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origem


Parece que alguns desses carregadores são baratos, o ruído significa que sua saída não é "limpa" - Ramhound
en.wikipedia.org/wiki/Magnetostriction, en.wikipedia.org/wiki/Coil_noise (Eu estarei escrevendo uma resposta completa em breve) - bwDraco
Eu tenho um carregador de bateria AA que comprei no SparkFun. Isso faz com que esse ruído muito baixo, mas perceptível, me deixa louco. Não sei o que causa isso, mas eu sei que eu só uso como um carregador de backup agora desde que o ruído é bastante perturbador. sparkfun.com/products/retired/10052 - JakeGould
Eu editei a questão para expandir o escopo para fontes de alimentação de computador para garantir que está no tópico para Superusuário. - bwDraco
@Ramhound O ruído audível de uma fonte de alimentação não implica ruído na saída elétrica. - Andrew Medico


Respostas:


A maioria dos dispositivos de conversão de energia contém bobinas, como transformadores ou indutores. Esses componentes usam o eletromagnetismo para converter a energia da rede elétrica CA em energia CC de baixa tensão. Os campos magnéticos variáveis ​​gerados por esses componentes podem fazer com que eles vibrem fisicamente em alta freqüência, resultando em um ruído agudo.

A maioria dos adaptadores AC modernos fontes de alimentação comutadas. A frequência de comutação interna de um SMPS é tipicamente baixa quando descarregada e aumenta com carga até um 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, PWM usado para regular a tensão no estágio do inversor estará em um ciclo de trabalho baixo criando um perfil de saída "spikey" que é mais propenso a causar vibração em 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 esse ruído.

Sob carga, um SMPS funcionando adequadamente deve operar em uma frequência bem acima da faixa de audição humana, normalmente 50 kHz ou mais (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 subarmônico freqüência.

Bobinas usadas como indutores ou transformadores em outros dispositivos eletrônicos, incluindo placas-mãe, placas gráficas ou outros componentes do computador, também podem vibrar durante a operação. Como tal, um dispositivo defeituoso pode gerar um som de bobina audível durante a operação.

É por isso que às vezes você vê estranhas gotas de cola nas bobinas de aparelhos eletrônicos. A cola ajuda a reduzir a vibração e o ruído que as bobinas geram durante a operação normal. É totalmente possível que os usuários apliquem cola em bobinas usando uma pistola de cola para suprimir o zumbido da bobina, e as pessoas conseguiram fazê-lo com êxito em suas peças de computador. No entanto, você geralmente não pode fazer isto facilmente em carregadores de parede pequenos do tipo que você mencionou sem correr o risco de danificar o carregador ou a exposição a tensões potencialmente perigosas.

Em última análise, um ruído lamentoso não é necessariamente um sinal de problema em carregadores de parede mais baratos quando pouca ou nenhuma energia está sendo extraída deles. No entanto, uma PSU de computador ou carregador de laptop que gera ruído na bobina, especialmente quando sob carga, pode estar com defeito e você pode querer considerar substituí-lo.

Mais informações sobre o ruído da bobina podem ser encontradas em este artigo da Wikipedia.

Glue on SMD inductor


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Você precisa elaborar sobre "fonte de alimentação descarregada" aspecto, e como isso se correlaciona com as observações do OP. - sawdust
@sawdust: Não estou muito familiarizado com o funcionamento das fontes de alimentação de modo comutado, por isso vou precisar de algum tempo para pesquisar o tópico. - bwDraco
Não, eu não estava pedindo detalhes técnicos. Eu quis dizer que a frase "fonte de alimentação descarregada" não poderia significar nada para um leigo. "Descarregado" é o que acontece quando "conectado, mas não conectado a um dispositivo". - sawdust
Sua primeira frase não é bem verdade, mas perto o suficiente! - Jason C
@ JasonC: Endereçado. - bwDraco


Uma fonte de alimentação "chaveada" (como virtualmente todas as fontes de alimentação modernas) funciona "retificando" a corrente alternada de 120V 60Hz (em os EUA) em DC (em torno de 170 volts), "filtrando" com capacitores e usando um semicondutor. circuito para "cortar" a voltagem DC em torno de 1000 vezes por segundo para transformá-lo novamente em AC bruto. (O que é referido como uma "onda quadrada", contra a "onda senoidal" de corrente alternada comum). Essa tensão "cortada" então 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 de tensão é realizada ajustando o "ciclo de trabalho" da tensão cortada. Quando a fonte de alimentação é levemente carregada, o circuito não produz uma boa "onda quadrada simétrica", mas sim uma série de picos estreitos, e a forma de onda "spikey" é mais propensa a produzir ruído audível nos transformadores e outros componentes e é também mais propensos a produzir "ruído elétrico" que você ouviria, por exemplo, em um rádio próximo.

Além disso, quando uma fonte de alimentação é levemente carregada, mais do campo magnético dentro de um transformador escapa para o caso do transformador e para os componentes circundantes (uma vez que menos é capturado pela bobina "secundária" do transformador), e esse "escape" magnético campo é mais apto a causar ruído.


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Os transformadores são criados em parte pela colagem de placas de metal juntas. Os campos CA causam forças para frente e para trás nas placas de metal. 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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Enrolamentos soltos em transformadores também podem causar lamentos. A Corsair tenta atenuar esse problema através de QC mais apertado nos transformadores, rejeitando aqueles com enrolamentos excessivamente soltos. corsair.com/en-us/blog/2013/september/coil-whine - bwDraco
Uma bobina de fio de cobre, sem placas de metal "core", pode ser feita para lamentar. À medida que o campo magnético aumenta e diminui (geralmente cerca de mil vezes por segundo), a força do campo faz com que as dimensões da bobina mudem um pouco, e essa vibração leva a um gemido. Mesmo os fios de uma placa de circuito impresso podem lamentar-se (levemente) sob as circunstâncias certas. - Daniel R Hicks


Existe alguma coisa que eu possa fazer para suprimi-lo?

Como eles já te disseram, cola, porque

  1. cola adiciona amortecimento à bobina vibrante, então a resposta estacionária da bobina fica menor, assim como o ruído produzido
  2. cola adiciona restrições à bobina, então a freqüência fundamental da bobina (mecânica) aumenta acima da sua capacidade auditiva.

Outra solução que não foi mencionado (disclaimer: eu não li todos os comentários ...), e um som ambiental! consiste em desconectar o adaptador (é o que eu faço o tempo todo com o carregador do meu celular Nokia!)


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Cheguei a esta página quando comprei uma nova bateria / carregador Li-ion Craftsman C3 de 19,2 V que começou a fazer esse ruído de lamúria quando liguei. Eu vim procurar alguma resposta, enquanto lia, percebi que tinha uma ou duas escovas de carregamento sem fio (Philips Sonicare e Oral B) ao lado. Mudei o carregador para longe e o zumbido foi embora. Eu presumo que o zumbido é da interferência eletromagnética dessas unidades de carregamento sem fio que é captada pelos transformadores no carregador.


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O adaptador do meu roteador também estava fazendo um barulho estridente que estava literalmente me deixando louco. No entanto, resolvi isso rapidamente, embrulhando-o em um pedaço de pano. Agora eu não ouço mais isso.


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Não faça isso. Calor é um problema com qualquer adaptador e você está essencialmente isolando-o para que ele possa ficar mais quente. - Heptite