AC變壓器發出嗡嗡聲・嗚嗚聲的原因|需要專家解決的理由

其實,採用切換式電源方式的許多AC變壓器在結構上容易產生一定程度的雜訊。單純透過「增加其他負載」或「更改配線」等權宜之計難以徹底解決,從設計階段就追查根本原因是不可或缺的。本文將介紹AC變壓器產生嘶嘶聲與嗡嗡聲的主要機制,以及為了從根本上解決這些問題所需的對應方法。

AC變壓器發出滋滋聲、嗡嗡聲的原因與對策|安全性是否有問題?

[序章]是否正被AC變壓器發出的聲音所困擾?

是否曾經聽過筆記型電腦或智慧型手機用的充電器AC變壓器發出高頻「滋滋」聲或低頻「嗡嗡」聲?這種聲音也被稱為變壓器的蚊音(mosquito noise),
讓人無法入眠,或令人擔心「這個異音是不是壞掉了?」的人似乎不少。

本文將為您說明AC變壓器所產生異音(噪音)的主要原因、安全性與對策。如需了解AC變壓器的內部結構及運作原理等基本資訊,請參考另行整理的什麼是AC變壓器?」。本篇文章將重點介紹與聲音有關的主題。

[1. 為什麼AC變壓器會發出滋滋聲/嗡嗡聲?]

1-1. 線圈啸叫(Coil Whine)

多數AC變壓器採用切換式電源(Switching Power Supply)。此種方式透過內部高頻電信號進行高效率轉換。由於該原理會在線圈與變壓器中產生強烈磁場變化,產生微小震動進而發出「滋滋」聲。這種聲音通常被稱為「線圈啸叫」。

1-2. 電路設計與零件選用造成的震動因素

儘管採用了相同的切換方式,但根據線圈、電容器、電路板配置等設計或選用元件的不同,噪音發生的機制與程度也會有所不同。若產品品質、成本條件、尺寸限制等未做妥善優化,便容易導致讓使用者察覺的噪音問題。

1-3. 來自設備端的噪音與複合因素

不僅與負載電流與運作模式變化有關,也可能是來自對端設備回流的高頻噪音、配線與接地環境干擾等多重因素的影響。由於這些因素往往彼此交織,若要釐清根本原因,必須進行實機檢測與電路模擬等專業手段。

[2. 滋滋聲/嗡嗡聲是否危險?對安全性與可靠性有何影響?]

2-1. 僅有聲音並不代表馬上有危險

在切換式電源正常運作時產生的小幅線圈啸叫、特定負載狀態下的震動聲或蚊音,不一定代表設備損壞。如果符合一定的規格與品質要求,大多情況下此類震動對產品壽命不會造成顯著影響。

2-2. 過大噪音將成為使用者抱怨的來源

然而,若噪音過大、頻率變化造成不適,則可能大幅提高最終使用者對產品投訴的風險。為了解決此問題,可採取以下對策。

[3. “簡單對策”難以徹底解決的原因]

3-1. 難以根除結構性噪音來源

切換式AC變壓器雖具備高效率與小型化的優勢,但內部的高速切換必然成為噪音來源。改變配線或調整負載等「臨時應對」的對策難以徹底抑制根本的震動。

3-2. 必須重新檢討零件參數與電路布局最佳化

若不針對線圈、電容器、電路板的設計與實裝方式進行全面檢討,噪音抑制將受到極大限制。尤其當涉及多個複合因素時,更需透過精密模擬與實測,重新設定元件參數與配置。

3-3. 必須進行與對端設備的組合驗證

不僅是AC變壓器本身的問題,與實際使用設備之間的組合所產生的噪音也不可忽視。若是搭載多種晶片與功能的通訊設備,可能會因不同頻段干擾而導致預期之外的噪音。因此,若無實機整合測試,要提出徹底的解決方案幾乎是不可能的。

[總結][噪音問題請洽Unifive]

若您面臨「受AC變壓器噪音困擾」或「希望降低產品抱怨」的課題,歡迎隨時與我們聯繫。