¿Por qué algunos adaptadores de CA y fuentes de alimentación generan un ruido quejumbroso y qué puedo hacer al respecto?

Tengo muchos adaptadores de CA y fuentes de alimentación diferentes para una variedad de dispositivos, que van desde pequeños cargadores USB de 5V / 1A hasta adaptadores de alimentación para computadoras portátiles y fuentes de alimentación de escritorio. Sin embargo, a menudo escucho un ruido de algunas de estas fuentes de alimentación. Esto ocurre con mayor frecuencia cuando no están conectados a un dispositivo o de otra manera en uso, y dejan de hacer ruido cuando conecto una carga, como enchufar un dispositivo que no está completamente cargado.

¿Por qué algunos adaptadores de CA y fuentes de alimentación hacen este ruido de lloriqueo? ¿Por qué algunos no hacen este ruido? ¿Hay algo que pueda hacer para suprimirlo?

La mayoría de los dispositivos de conversión de energía contienen bobinas, como transformadores o inductores. Estos componentes utilizan electromagnetismo para convertir la alimentación de la red de CA a corriente continua de bajo voltaje. Los campos magnéticos variables generados por estos componentes pueden hacer que vibren físicamente a alta frecuencia, lo que resulta en un ruido agudo.

La mayoría de los adaptadores de CA modernos son fuentes de alimentación conmutadas . La frecuencia de conmutación interna de un SMPS suele ser baja cuando se descarga y aumenta con la carga hasta cierto punto, según el diseño. La frecuencia sin carga suele ser lo suficientemente baja como para estar dentro del rango de audición humana. Además, en situaciones de baja o sin carga, el PWM utilizado para regular el voltaje en la etapa del inversor estará en un ciclo de trabajo bajo, creando un perfil de salida "puntiagudo" que es más propenso a causar vibraciones en las bobinas, y el transformador mismo tienden a vibrar también (ver la respuesta de Daniel R Hick a continuación para más detalles). Juntos, estos pueden conducir a un ruido audible, especialmente en unidades más baratas que no pueden suprimir este ruido.

Bajo carga, un SMPS que funcione correctamente debería funcionar a una frecuencia muy superior al rango de audición humana, típicamente 50 kHz o más (aunque algunos diseños más antiguos funcionan a 33 kHz). Sin embargo, el mismo ruido puede ocurrir bajo carga con una fuente de alimentación defectuosa o mal diseñada, ya que las bobinas pueden vibrar bajo tensión eléctrica a una frecuencia subarmónica .

Las bobinas utilizadas como inductores o transformadores en otros dispositivos electrónicos, incluidos los de las placas base, tarjetas gráficas u otros componentes de la computadora, también pueden vibrar durante el funcionamiento. Como tal, un dispositivo defectuoso puede generar un sonido de bobina audible durante la operación.

Esta es la razón por la que a veces se ven extrañas gotas de pegamento en las bobinas dentro de los dispositivos electrónicos. El pegamento ayuda a reducir la vibración y el ruido que generan las bobinas durante el funcionamiento normal. Es completamente posible que los usuarios apliquen pegamento en las bobinas usando una pistola de pegamento para suprimir el zumbido de la bobina, y las personas lo han hecho con éxito en las partes de su computadora. Sin embargo, generalmente no puede hacer esto fácilmente en pequeños cargadores de pared del tipo que mencionó sin correr el riesgo de dañar el cargador o exponerse a voltajes potencialmente peligrosos.

En última instancia, un zumbido no es necesariamente un signo de problemas en los cargadores de pared más baratos cuando se les extrae poca o ninguna energía. Sin embargo, una fuente de alimentación de computadora o un cargador de computadora portátil que genera ruido de bobina, especialmente cuando está bajo carga, puede estar defectuoso y es posible que desee considerar reemplazarlo.

Puede encontrar más información sobre el ruido de la bobina en este artículo de Wikipedia .

Una fuente de alimentación de "conmutación" (como prácticamente todas las fuentes de alimentación de computadoras modernas) funciona "rectificando" la corriente alterna entrante de 120V 60Hz (en los EE. UU.) En CC (a unos 170 voltios), "filtrando" con condensadores, luego usando un semiconductor circuito para "cortar" el voltaje de CC alrededor de 1000 veces por segundo para convertirlo de nuevo en CA cruda. (Lo que se conoce como "onda cuadrada", frente a la "onda sinusoidal" de la CA ordinaria). Esta tensión "cortada" pasa a través de un transformador para producir las tensiones de salida deseadas. Las salidas se rectifican nuevamente a CC y se filtran, para producir los voltajes deseados para la computadora.

Con este esquema, la regulación básica del voltaje se realiza ajustando el "ciclo de trabajo" del voltaje cortado. Cuando la fuente de alimentación está ligeramente cargada, el circuito no produce una "onda cuadrada" simétrica agradable, sino una serie de picos estrechos, y es más probable que esa forma de onda "puntiaguda" produzca un ruido audible molesto en los transformadores y otros componentes y es también es más probable que produzca "ruido eléctrico" que, por ejemplo, escucharía en una radio cercana.

Además, cuando una fuente de alimentación se carga ligeramente, más del campo magnético dentro de un transformador se escapa a la caja del transformador y a los componentes circundantes (ya que la bobina "secundaria" del transformador captura menos), y este magnético "escapa" El campo es más apto para causar ruido.

Los transformadores se crean en parte pegando placas de metal. Los campos de CA provocan fuerzas de ida y vuelta en las placas de metal. A medida que el transformador envejece, las placas comienzan a separarse y permiten el movimiento en las placas que vibran causando el zumbido que escucha.

¿Hay algo que pueda hacer para suprimirlo?

Como ya te han dicho, pega, porque

1. el pegamento agrega amortiguación a la bobina vibratoria, luego la respuesta estacionaria de la bobina se reduce y el ruido producido
2. el pegamento agrega restricciones a la bobina, luego la frecuencia fundamental (mecánica) de la bobina aumenta por encima de su capacidad auditiva.

Otra solución que no se mencionó (descargo de responsabilidad: no he leído TODOS los comentarios ...), ¡y una solución ecológica! consiste en desconectar el adaptador (¡eso es lo que hago todo el tiempo con el cargador de mi teléfono celular Nokia!)

Llegué a esta página cuando compré una nueva batería / cargador de iones de litio Craftsman C3 de 19.2 V que comenzó a hacer ese ruido de zumbido cuando lo enchufé. Vine a buscar alguna respuesta, mientras la leía, me di cuenta de que tenía una o dos cepillos de dientes de carga inalámbrica (Philips Sonicare y un Oral B) al lado. Alejé un poco el cargador y el zumbido se fue. Supongo que el zumbido proviene de la interferencia electromagnética de estas unidades de carga inalámbricas que los transformadores del cargador recogen.

El adaptador de mi enrutador también estaba haciendo un ruido agudo que literalmente me estaba volviendo loco. Sin embargo, resolví esto rápidamente envolviéndolo en un pedazo de tela. Ahora ya no lo escucho.