Zašto neki izmjenični ispravljači i izvori napajanja stvaraju cviljenje?

Imam mnogo različitih ispravljača i strujepomagala za razne uređaje, od malih 5V / 1A USB punjača do adaptera za napajanje za prijenosno računalo i desktop PSU-a. Međutim, često čujem cviljenje šuma iz nekih od ovih izvora napajanja. To se najčešće događa kada nisu spojeni na uređaj ili se na neki drugi način koriste, a prestaju stvarati buku kada povežem uređaj koji nije potpuno napunjen.

Zašto neki izmjenični ispravljači i izvori napajanja stvaraju ovaj cviljenje? Zašto neki ne napraviti ovu buku? Postoji li nešto što mogu učiniti da ga suzbijem?

Većina uređaja za pretvorbu napajanja sadrži zavojnice,poput transformatora ili induktora. Ove komponente koriste elektromagnetizam za pretvaranje izmjenične struje u niskonaponski istosmjerni pogon. Različita magnetska polja koja generiraju ove komponente mogu uzrokovati da fizički vibriraju na visokoj frekvenciji, što rezultira visokom bukom.

Većina modernih ispravljača izmjenične strujepribor. Unutarnja frekvencija prebacivanja SMPS-a obično je mala kada se istovara i povećava se s opterećenjem (do određene točke ovisno o dizajnu). Frekvencija neopterećenja često je dovoljno niska da bude unutar ljudskog raspona sluha.

Uz to, u uvjetima slabog opterećenja ili bez opterećenja(Pulse Width Modulacija) koja se koristi za regulaciju napona u fazi pretvarača, bit će u niskom radnom ciklusu i stvorit će „spikey“ izlazni profil koji je skloniji izazivanju vibracija u zavojnicama, a i sam transformator će vibrirati. Zajedno, oni mogu dovesti do zvučne buke, posebno u jeftinijim jedinicama koje tu buku ne mogu suzbiti.

Pod opterećenjem, SMPS treba ispravno raditirade na frekvenciji koja je znatno veća od raspona sluha kod ljudi, obično 50 KHz ili više (iako neki stariji dizajni djeluju na 33 kHz). Međutim, isti se šum može pojaviti pod opterećenjem s loše dizajniranim ili neispravnim napajanjem jer zavojnice mogu vibrirati pod električnim naponom na subharmoničnoj frekvenciji.

To je razlog zašto ponekad vidite "ljepilo" vrstena zavojnice unutar elektroničkih uređaja. Ljepilo pomaže u smanjenju vibracija i buke koje zavojnice stvaraju tijekom normalnog rada. Naravno, to znači da korisnik može nanijeti ljepilo na zavojnice pomoću pištolja za lijepljenje za suzbijanje zavojnice - i da, ljudi su to uspješno učinili pomoću matičnih ploča, grafičkih kartica i napajanja. Međutim, to obično ne možete jednostavno učiniti na malim zidnim punjačima vrste koju ste spomenuli bez rizika oštećenja punjača ili izlaganja potencijalno opasnim naponima.

Zaključno, cviljenje buke nije nužnoznak problema u jeftinijim zidnim punjačima kad se istovare. Međutim, računalni PSU ili punjač za prijenosno računalo koji stvara buku zavojnice, pogotovo kada je pod opterećenjem, može biti oštećen i možda biste trebali razmotriti njegovu zamjenu.

Više informacija o buci zavojnice može se naći u ovom članku Wikipedije.

Zavojnica bakrene žice bez ikakvog „jezgra“ metalaploče se mogu načiniti da cvili. Kako se magnetsko polje povećava i smanjuje (obično oko tisuću puta u sekundi), sila polja uzrokuje da se dimenzije zavojnice malo mijenjaju, a ta vibracija dovodi do cviljenja. Čak i žice na tiskanoj ploči mogu cviliti (lagano) u pravim okolnostima.