Warum erzeugen manche Netzteile ein heulendes Geräusch, und was kann ich dagegen tun?

Die meisten Geräte zur Leistungsumwandlung enthalten Spulen, wie z. B. Transformatoren oder Induktoren. Diese Komponenten nutzen den Elektromagnetismus, um Netzwechselstrom in Niederspannungs-Gleichstrom umzuwandeln. Die variierenden Magnetfelder, die von diesen Komponenten erzeugt werden, können sie zu physikalischen Schwingungen mit hoher Frequenz veranlassen, was zu einem hochfrequenten Geräusch führt.

Die meisten modernen Wechselstromadapter sind Schaltnetzteile . Die interne Schaltfrequenz eines SMPS ist im unbelasteten Zustand typischerweise niedrig und steigt mit der Last bis zu einem bestimmten Punkt an, abhängig vom Design. Die Leerlauffrequenz ist oft niedrig genug, um innerhalb des menschlichen Hörbereichs zu liegen. Darüber hinaus hat die PWM , die zur Regelung der Spannung an der Wechselrichterstufe verwendet wird, bei niedriger oder unbelasteter Last ein niedriges Tastverhältnis, wodurch ein “stacheliges” Ausgangsprofil entsteht, das anfälliger für Vibrationen in den Spulen ist, und der Transformator selbst neigt ebenfalls zu Vibrationen (siehe die Antwort von Daniel R. Hick unten für weitere Details). Zusammen kann dies zu hörbarem Rauschen führen, insbesondere bei billigeren Geräten, die dieses Rauschen nicht unterdrücken.

Unter Last sollte ein ordnungsgemäß funktionierendes SMPS mit einer Frequenz arbeiten, die weit über dem menschlichen Hörbereich liegt, typischerweise 50 kHz oder höher (obwohl einige ältere Designs mit 33 kHz arbeiten). Das gleiche Rauschen kann jedoch auch unter Last mit einem schlecht konstruierten oder defekten Netzteil auftreten, da die Spulen unter elektrischer Belastung mit einer subharmonischen Frequenz schwingen können.

Spulen, die als Induktoren oder Transformatoren in anderen elektronischen Geräten verwendet werden, z. B. auf Hauptplatinen, Grafikkarten oder anderen Computerkomponenten, können während des Betriebs ebenfalls vibrieren. Daher kann ein defektes Gerät während des Betriebs ein hörbares Spulenheulen erzeugen.

Aus diesem Grund sieht man manchmal seltsame Kleberreste auf Spulen in elektronischen Geräten. Der Kleber hilft, die Vibrationen und Geräusche zu reduzieren, die die Spulen während des normalen Betriebs erzeugen. Es ist durchaus möglich, Kleber mit einer Klebepistole auf die Spulen aufzutragen, um das Spulengeräusch zu unterdrücken, und einige Leute haben dies erfolgreich bei ihren Computerteilen getan. Bei kleinen Wandladegeräten der von Ihnen erwähnten Art kann man dies jedoch im Allgemeinen nicht ohne weiteres tun, ohne eine Beschädigung des Ladegeräts oder eine Exposition gegenüber potenziell gefährlichen Spannungen zu riskieren.

Letztendlich ist ein wimmerndes Geräusch bei billigeren Wandladegeräten nicht unbedingt ein Anzeichen für ein Problem, wenn ihnen wenig oder gar kein Strom entnommen wird. Ein Computer-Netzteil oder Laptop-Ladegerät, das besonders unter Last Spulengeräusche erzeugt, kann jedoch defekt sein, und Sie sollten einen Austausch in Betracht ziehen.

Weitere Informationen zum Thema Spulenrauschen finden Sie in diesem Wikipedia-Artikel .

Ein “schaltendes” Netzteil (wie praktisch alle modernen Computernetzteile) funktioniert, indem es den eingehenden 120V 60Hz (in den USA) Wechselstrom in Gleichstrom (mit etwa 170 Volt) “gleichrichtet”, mit Kondensatoren “filtert” und dann eine Halbleiterschaltung verwendet, um die Gleichspannung etwa 1000 Mal pro Sekunde zu “zerhacken”, um sie wieder in groben Wechselstrom zu verwandeln. Diese “zerhackte” Spannung läuft dann durch einen Transformator, um die gewünschten Ausgangsspannungen zu erzeugen. Die Ausgänge werden wieder zu Gleichstrom gleichgerichtet und gefiltert, um die gewünschten Spannungen für den Computer zu erzeugen.

Bei diesem Schema wird die grundlegende Spannungsregelung durch Einstellen des “Tastverhältnisses” der zerhackten Spannung durchgeführt. Wenn die Stromversorgung leicht belastet wird, erzeugt die Schaltung keine schöne symmetrische “Rechteckwelle”, sondern eine Reihe von schmalen Spitzen, und diese “stachelige” Wellenform erzeugt eher lästige hörbare Geräusche in den Transformatoren und anderen Komponenten und erzeugt auch eher “elektrisches Rauschen”, das Sie z. B. in einem nahen Radio hören würden.

Außerdem entweicht bei leichter Belastung eines Netzteils ein größerer Teil des Magnetfeldes im Inneren eines Transformators in das Gehäuse des Transformators und in die umliegenden Komponenten (da weniger von der “sekundären” Spule des Transformators aufgefangen wird), und dieses “entweichende” Magnetfeld ist eher geeignet, Rauschen zu verursachen.

Die Transformatoren entstehen zum Teil durch das Zusammenkleben von Metallplatten. Die Wechselstromfelder verursachen in den Metallplatten hin- und hergehende Kräfte. Wenn der Transformator altert, beginnen sich die Platten zu trennen und ermöglichen eine Bewegung auf den Platten, die vibrieren und den Brummton verursachen, den Sie hören.

Kann ich etwas tun, um es zu unterdrücken?

Wie Ihnen bereits gesagt wurde, Kleber, denn

1. Kleber fügt der schwingenden Spule Dämpfung hinzu, dann wird die stationäre Reaktion der Spule kleiner, ebenso wie das erzeugte Rauschen
2. Kleber fügt der Spule Einschränkungen hinzu, dann steigt die (mechanische) Grundfrequenz der Spule über Ihr Hörvermögen.

Eine andere Lösung, die nicht erwähnt wurde (Disclaimer: Ich habe nicht ALLE Kommentare gelesen…), und eine umweltfreundliche! besteht darin, den Adapter auszustecken (das mache ich immer mit dem Ladegerät für mein Nokia-Handy!)

Ich bin auf diese Seite gekommen, da ich einen neuen Craftsman C3 19,2 V Li-Ionen-Akku / Ladegerät gekauft habe, der beim Einstecken dieses jammernde Geräusch gemacht hat. Ich wollte nach einer Antwort suchen, während ich sie las, bemerkte ich, dass ich eine oder zwei kabellos aufladbare Zahnbürsten (Philips Sonicare und eine Oral B) daneben hatte. Ich bewegte das Ladegerät etwas weg und das Summen ging weg. Ich vermute, dass das Summen von elektromagnetischen Störungen dieser kabellosen Ladegeräte herrührt, die von den Transformatoren im Ladegerät aufgenommen werden.

Der Adapter meines Routers machte auch ein hohes Geräusch, das mich buchstäblich verrückt machte. Ich habe dies jedoch schnell gelöst, indem ich es in ein Stück Stoff eingewickelt habe. Jetzt höre ich es nicht mehr.