Perché alcuni adattatori CA e alimentatori generano un rumore lamentoso e cosa posso fare?

La maggior parte dei dispositivi di conversione di potenza contiene bobine, come trasformatori o induttori. Questi componenti usano l'elettromagnetismo per convertire la corrente alternata in corrente continua a bassa tensione. I campi magnetici variabili generati da questi componenti possono farli vibrare fisicamente ad alta frequenza, provocando un rumore acuto.

La maggior parte dei moderni adattatori CA sono alimentatori a commutazione . La frequenza di commutazione interna di un SMPS è tipicamente bassa a vuoto e aumenta con il carico fino a un certo punto, a seconda del progetto. La frequenza a vuoto è spesso abbastanza bassa da rientrare nel campo dell'udito umano. Inoltre, in situazioni di basso o nullo carico, il PWM usato per regolare la tensione allo stadio inverter sarà ad un basso duty cycle creando un profilo di uscita “spikey” che è più incline a causare vibrazioni nelle bobine, e anche il trasformatore stesso tenderà a vibrare (vedi la risposta di Daniel R Hick qui sotto per maggiori dettagli). Insieme, questi possono portare a un rumore udibile, specialmente nelle unità più economiche che non riescono a sopprimere questo rumore.

Sotto carico, un SMPS correttamente funzionante dovrebbe operare ad una frequenza ben al di sopra del range dell'udito umano, tipicamente 50 kHz o superiore (anche se alcuni vecchi progetti operano a 33 kHz). Tuttavia, lo stesso rumore può verificarsi sotto carico con un alimentatore mal progettato o difettoso, poiché le bobine possono vibrare sotto stress elettrico a una frequenza subarmonica .

Anche le bobine usate come induttori o trasformatori in altri dispositivi elettronici, comprese quelle delle schede madri, delle schede grafiche o di altri componenti del computer, possono vibrare durante il funzionamento. Come tale, un dispositivo difettoso può generare un sibilo udibile della bobina durante il funzionamento.

Questo è il motivo per cui a volte si vedono strane chiazze di colla sulle bobine all'interno dei dispositivi elettronici. La colla aiuta a ridurre le vibrazioni e il rumore che le bobine generano durante il normale funzionamento. È del tutto possibile per gli utenti applicare la colla sulle bobine usando una pistola per colla per sopprimere il fruscio della bobina, e la gente lo ha fatto con successo sulle parti del loro computer. Tuttavia, generalmente non è possibile farlo facilmente su piccoli caricabatterie a muro del tipo che hai menzionato senza rischiare di danneggiare il caricabatterie o l'esposizione a tensioni potenzialmente pericolose.

In definitiva, un rumore lamentoso non è necessariamente un segno di problemi nei caricabatterie da muro più economici quando viene prelevata poca o nessuna energia da essi. Tuttavia, un PSU per computer o un caricabatterie per laptop che genera un rumore di bobina soprattutto quando è sotto carico può essere difettoso e si può prendere in considerazione di sostituirlo.

Maggiori informazioni sul rumore della bobina possono essere trovate in questo articolo di Wikipedia .

Un alimentatore “switching” (come praticamente tutti i moderni alimentatori per computer) funziona “raddrizzando” la corrente alternata in entrata a 120V 60Hz (negli USA) in corrente continua (a circa 170 volt), “filtrando” con condensatori, poi usando un circuito a semiconduttore per “tagliare” la tensione continua circa 1000 volte al secondo per trasformarla di nuovo in corrente alternata grezza. (Quello che viene chiamato “onda quadra”, contro la “sinusoide” della corrente alternata ordinaria.) Questa tensione “tagliata” passa poi attraverso un trasformatore per produrre le tensioni di uscita desiderate. Le uscite sono di nuovo rettificate in DC e filtrate, per produrre le tensioni desiderate per il computer.

Con questo schema, la regolazione di base della tensione viene eseguita regolando il “duty cycle” della tensione tagliata. Quando l'alimentazione è leggermente caricata il circuito non produce una bella “onda quadra” simmetrica, ma invece una serie di picchi stretti, e questa forma d'onda “spikey” è più probabile che produca un fastidioso rumore udibile nei trasformatori e altri componenti ed è anche più probabile che produca “rumore elettrico” che si potrebbe, per esempio, sentire in una radio vicina.

Inoltre, quando un alimentatore è leggermente caricato, più del campo magnetico all'interno di un trasformatore fuoriesce verso il contenitore del trasformatore e verso i componenti circostanti (poiché meno è catturato dalla bobina “secondaria” del trasformatore), e questo campo magnetico “in fuga” è più adatto a causare rumore.

I trasformatori sono creati in parte incollando insieme delle piastre di metallo. I campi AC causano forze avanti e indietro nelle piastre di metallo. Quando il trasformatore invecchia, le piastre cominciano a separarsi e permettono il movimento delle piastre che vibrano causando il ronzio che si sente.

C'è qualcosa che posso fare per sopprimerlo?

Come ti hanno già detto, colla, perché

1. la colla aggiunge smorzamento alla bobina vibrante, quindi la risposta stazionaria della bobina diventa più piccola così come il rumore prodotto
2. la colla aggiunge vincoli alla bobina, quindi la frequenza fondamentale (meccanica) della bobina aumenta oltre la tua capacità uditiva.

Un'altra soluzione che non è stata menzionata (disclaimer: non ho letto TUTTI i commenti…), e un suono ambientale! consiste nello staccare l'adattatore (è quello che faccio sempre con il caricatore del mio cellulare Nokia!)

Sono arrivato a questa pagina perché ho comprato una nuova batteria/caricatore Craftsman C3 19.2 V Li-ion che ha iniziato a fare quel rumore lamentoso quando l'ho collegata. Mi sono avvicinato per cercare qualche risposta, mentre leggevo, mi sono reso conto di avere uno o due spazzolini da denti con ricarica wireless (Philips Sonicare e un Oral B) accanto. Ho spostato il caricabatterie poco lontano e il ronzio è andato via. Presumo che il ronzio sia dovuto all'interferenza elettromagnetica di queste unità di ricarica wireless che viene raccolta dai trasformatori del caricatore.

Anche l'adattatore del mio router faceva un rumore acuto che mi faceva letteralmente impazzire. Tuttavia, ho risolto rapidamente questo problema avvolgendolo in un pezzo di stoffa. Ora non lo sento più.