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

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

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

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 vibrem fisicamente em alta frequência, resultando em um ruído agudo.

A maioria dos adaptadores CA modernos são fontes de alimentação comutadas . A frequência de comutação interna de um SMPS geralmente é baixa quando descarregada e aumenta com a carga até um determinado ponto, dependendo do projeto. A frequência sem carga geralmente é baixa o suficiente para estar dentro do alcance da audição humana. Além disso, em situações de baixa ou sem carga, o PWM usado para regular a tensão no estágio do inversor estará em um ciclo de trabalho baixo, criando um perfil de saída "pontudo", mais propenso a causar vibração nas bobinas, e o próprio transformador também tendem a vibrar (consulte a resposta de Daniel R Hick abaixo para obter mais detalhes). Juntos, eles podem causar ruído audível, especialmente em unidades mais baratas que não suprimem esse ruído.

Sob carga, um SMPS funcionando corretamente deve operar com uma frequência bem acima da faixa de audição humana, geralmente 50 kHz ou superior (embora alguns modelos mais antigos operem a 33 kHz). No entanto, o mesmo ruído pode ocorrer sob carga com uma fonte de alimentação mal projetada ou com defeito, pois as bobinas podem vibrar sob tensão elétrica em uma frequência sub - harmônica .

As bobinas usadas como indutores ou transformadores em outros dispositivos eletrônicos, incluindo aqueles em placas-mãe, placas gráficas ou outros componentes de computador, também podem vibrar durante a operação. Como tal, um dispositivo defeituoso pode gerar um ruído sonoro de bobina durante a operação.

É por isso que às vezes você vê gotas estranhas de cola nas bobinas dentro de dispositivos eletrônicos. A cola ajuda a reduzir a vibração e o ruído gerados pelas bobinas durante a operação normal. É perfeitamente possível que os usuários apliquem cola nas bobinas usando uma pistola de cola para suprimir a lamentação das bobinas, e as pessoas o fizeram com êxito nas peças do computador. No entanto, você geralmente não pode fazer isso facilmente em pequenos carregadores de parede do tipo mencionado, sem arriscar danos ao carregador ou exposição a tensões potencialmente perigosas.

Por fim, um barulho de lamento não é necessariamente um sinal de problemas em carregadores de parede mais baratos, quando pouca ou nenhuma energia está sendo extraída deles. No entanto, um PSU de computador ou carregador de laptop que gera ruído da bobina, especialmente quando está sob carga, pode estar com defeito e você pode considerar substituí-lo.

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

Uma fonte de alimentação "comutadora" (como praticamente todas as fontes de alimentação modernas de computadores) funciona "retificando" a energia CA de 120V 60Hz (nos EUA) para DC (em torno de 170 volts), "filtrando" os capacitores e depois usando um semicondutor circuito para "cortar" a tensão CC em torno de 1000 vezes por segundo para transformá-la novamente em CA bruta. (O que é chamado de "onda quadrada", em comparação com a "onda senoidal" da CA comum). Essa tensão "cortada" passa por um transformador para produzir as tensões de saída desejadas. As saídas são novamente retificadas para CC e filtradas, para produzir as voltagens desejadas para o computador.

Com este esquema, a regulação básica da tensão é realizada ajustando o "ciclo de serviço" da tensão cortada. Quando a fonte de alimentação é levemente carregada, o circuito não produz uma "onda quadrada" simétrica agradável, mas sim uma série de picos estreitos e essa forma de onda "espigada" tem mais probabilidade de produzir ruído audível irritante nos transformadores e outros componentes e é também é mais provável que produza "ruído elétrico" que você ouviria, por exemplo, em um rádio próximo.

Além disso, quando uma fonte de alimentação é carregada levemente, mais do campo magnético no interior de um transformador escapa para o gabinete do transformador e para os componentes ao redor (uma vez que menos é capturada pela bobina "secundária" do transformador), e esse magnético "escapando" campo está mais apto a causar ruído.

Os transformadores são criados em parte colando placas de metal. Os campos CA causam forças de vaivém nas placas de metal. À medida que o transformador envelhece, as placas começam a se separar e permitem movimento nas placas que vibram causando o zumbido que você ouve.

Existe algo que eu possa fazer para suprimi-lo?

Como eles já disseram, cole, porque

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

Outra solução que não foi mencionada (exoneração de responsabilidade: não li TODOS os comentários ...) e uma que seja ambientalmente correta! consiste em desconectar o adaptador (é o que faço o tempo todo com o carregador do meu celular Nokia!)

Cheguei a esta página quando comprei uma nova bateria / carregador Craftsman C3 19,2 V de íon de lítio que começou a emitir esse ruído quando liguei. Vim procurar algumas respostas e, ao lê-las, percebi que tinha uma ou duas escovas de dentes de carregamento sem fio (Philips Sonicare e uma Oral B) ao lado. Afastei o carregador um pouco e o zumbido foi embora. Presumo que o zumbido seja causado pela interferência eletromagnética dessas unidades de carregamento sem fio que são captadas pelos transformadores no carregador.

O adaptador do meu roteador também estava emitindo um som agudo que estava literalmente me deixando louco. No entanto, resolvi isso rapidamente, envolvendo-o em um pedaço de pano. Agora não ouço mais.