Waarom maken sommige AC-adapters en voedingen een jankend geluid, en wat kan ik eraan doen?

De meeste stroomconversie-apparaten bevatten spoelen, zoals transformatoren of inductoren. Deze componenten maken gebruik van elektromagnetisme om wisselstroom om te zetten in laagspanningsgelijkstroom. De wisselende magnetische velden die door deze componenten worden opgewekt, kunnen ertoe leiden dat ze fysiek gaan trillen met een hoge frequentie, wat resulteert in een hoge toon.

De meeste moderne AC-adapters zijn geschakelde voedingen . De interne schakelfrequentie van een SMPS is gewoonlijk laag bij onbelaste voeding en neemt toe bij belasting tot een bepaald punt, afhankelijk van het ontwerp. De onbelaste frequentie is vaak laag genoeg om binnen het menselijke gehoorbereik te liggen. Bovendien zal in situaties met lage of onbelaste belasting de PWM die gebruikt wordt om de spanning in de inverter stage te regelen een lage duty cycle hebben, waardoor een “piekerig” uitgangsprofiel ontstaat dat meer vatbaar is voor het veroorzaken van trillingen in spoelen, en de transformator zelf zal ook de neiging hebben om te gaan trillen (zie het antwoord van Daniel R Hick hieronder voor meer details). Samen kunnen deze leiden tot hoorbare ruis, vooral in goedkopere apparaten die er niet in slagen deze ruis te onderdrukken.

Onder belasting zou een goed functionerende SMPS moeten werken bij een frequentie ver boven het menselijk gehoorbereik, meestal 50 kHz of hoger (hoewel sommige oudere ontwerpen werken bij 33 kHz). Dezelfde ruis kan echter onder belasting optreden bij een slecht ontworpen of defecte voeding, omdat de spoelen onder elektrische spanning kunnen trillen met een subharmonische frequentie.

Spoelen die als inductor of transformator in andere elektronische apparaten worden gebruikt, waaronder die op moederborden, grafische kaarten of andere computeronderdelen, kunnen tijdens bedrijf ook trillen. Als zodanig kan een defect apparaat hoorbaar spoelgejank genereren tijdens het gebruik.

Daarom zie je soms rare klodders lijm op spoelen in elektronische apparaten. De lijm helpt de trillingen en het lawaai te verminderen die de spoelen tijdens normaal gebruik produceren. Het is heel goed mogelijk voor gebruikers om lijm op spoelen aan te brengen met een lijmpistool om het gejengel van spoelen te onderdrukken, en mensen hebben dit met succes gedaan op hun computeronderdelen. Maar over het algemeen kunt u dit niet gemakkelijk doen op kleine wandladers van het soort dat u noemde zonder het risico van schade aan de lader of blootstelling aan potentieel gevaarlijke spanningen.

Uiteindelijk is een jankend geluid niet noodzakelijkerwijs een teken van problemen bij goedkopere wandladers als er weinig of geen stroom van wordt afgenomen. Maar een PSU voor een computer of een laptoplader die vooral bij belasting ruis produceert, kan defect zijn en u kunt overwegen hem te vervangen.

Meer informatie over spoelruis is te vinden in dit Wikipedia-artikel .

Een “schakelende” voeding (zoals vrijwel alle moderne computervoedingen) werkt door de inkomende 120 V 60 Hz wisselstroom (in de VS) te “rectificeren” tot gelijkstroom (van ongeveer 170 volt), te “filteren” met condensatoren, en dan een halfgeleiderschakeling te gebruiken om de gelijkstroomspanning ongeveer 1000 maal per seconde te “hakken” om hem weer in ruwe wisselstroom om te zetten. (Dit wordt een “blokgolf” genoemd, in tegenstelling tot de “sinusgolf” van gewone wisselstroom.) Deze “gehakte” spanning loopt dan door een transformator om de gewenste uitgangsspanningen te produceren. De uitgangen worden weer gelijkgericht en gefilterd, om de gewenste spanningen voor de computer te produceren.

Met dit schema wordt de basisspanningsregeling uitgevoerd door de “duty cycle” van de gehakte spanning aan te passen. Wanneer de voeding licht belast wordt, produceert de schakeling geen mooie symmetrische “blokgolf” maar in plaats daarvan een reeks smalle pieken, en die “spikey” golfvorm zal eerder storende hoorbare ruis produceren in de transformatoren en andere componenten en zal ook eerder “elektrische ruis” produceren die je bijvoorbeeld zou horen in een radio in de buurt.

Bovendien ontsnapt bij een licht belaste voeding meer van het magnetisch veld in een transformator naar de behuizing van de transformator en naar omringende componenten (omdat er minder wordt opgevangen door de “secundaire” spoel van de transformator), en dit “ontsnappend” magnetisch veld is meer geneigd om ruis te veroorzaken.

De transformatoren worden gedeeltelijk gemaakt door platen metaal aan elkaar te lijmen. De wisselstroomvelden veroorzaken heen en weer gaande krachten in de metalen platen. Naarmate de transformator ouder wordt, beginnen de platen te scheiden en ontstaat er beweging op de platen, die trilt en het brommende geluid veroorzaakt dat u hoort.

Is er iets wat ik kan doen om het te onderdrukken?

Zoals ze je al gezegd hebben, lijm, want

1. lijm voegt demping toe aan de trillende spoel, dan wordt de stationaire respons van de spoel kleiner, evenals het geproduceerde geluid
2. lijm voegt beperkingen toe aan de spoel, dan wordt de (mechanische) grondfrequentie van de spoel hoger dan je gehoorvermogen.

een andere oplossing die niet werd genoemd (disclaimer: ik heb niet ALLE commentaren gelezen…), en wel een milieuvriendelijke! bestaat uit het loskoppelen van de adapter_ (dat doe ik altijd met de oplader van mijn Nokia!)

Ik kwam op deze pagina omdat ik een nieuwe Craftsman C3 19,2 V Li-ion batterij / lader kocht die dat jankende geluid begon te maken toen ik de stekker in het stopcontact stak. Ik kwam op zoek naar een antwoord, terwijl ik het las, realiseerde ik me dat ik een of twee draadloos opladende tandenborstels (Philips Sonicare en een Oral B) ernaast had staan. Ik verplaatste de oplader een beetje weg en het gezoem ging weg. Ik neem aan dat het gezoem komt van elektromagnetische interferentie van deze draadloze opladers die wordt opgepikt door de transformatoren in de oplader.

De adapter van mijn router maakte ook een hoog piepend geluid waar ik letterlijk gek van werd. Ik heb dit echter snel opgelost door het in een stuk stof te wikkelen. Nu hoor ik het niet meer.