AC變壓器發出嗡嗡聲、嘯叫聲的原因|需要專家解決的理由

其實,採用切換電源方式的許多AC變壓器,從結構上來看往往會產生一定程度的雜訊。僅僅透過「施加其他負載」「改變配線」等權宜之計來應對並不容易解決,從設計階段開始追查原因是不可或缺的。本文將介紹AC變壓器產生嘶嘶聲與嗡嗡聲的主要機制,以及為根本解決這些問題所需的對應方式。

AC變壓器發出滋滋聲、嗡嗡聲的原因與對策|安全性沒問題嗎?

[序章]是否正在為AC變壓器產生的聲音困擾?

筆電或智慧型手機的充電器等,AC變壓器是否有時會發出「滋─」的高頻聲或「嗡─」的低頻聲呢?這被稱為AC變壓器的蚊音,不少人因為聲音而難以入眠,或擔心「這是不是壞掉的徵兆?」而感到不安。

本文將說明AC變壓器所產生異音(噪音)的主要原因、安全性及對策方法。至於變壓器的內部構造與工作原理等基礎資訊,請參考另外整理的什麼是AC變壓器?」。本篇內容則將以聲音問題為中心進行介紹。

[1. 為什麼AC變壓器會發出滋/嗡聲?]

1-1. 線圈鳴叫(Coil Whine)

大多數AC變壓器採用開關電源方式。它是利用內部的高頻電信號來高效進行電能轉換的機制。根據其原理,線圈與變壓器會產生強烈的磁場變化,引起微細振動,聽起來就是所謂的「滋─」聲。這現象通常被稱為「線圈鳴叫」。

1-2. 由電路設計與元件選擇引起的振動因素

即使同樣採用開關電源方式,根據線圈、電容、電路板布局等設計與元件選擇的不同,噪音的發生機制與強度也會有巨大差異。若在產品品質、成本要求、尺寸限制等方面設計優化不足,就容易導致讓最終使用者感覺明顯的噪音。

1-3. 來自設備端的噪音與複合因素

除了承載電流與工作模式的變化外,還有可能來自於連接設備回流的高頻噪音,或與配線、接地環境的干擾等,形成多種因素交錯的情況。這些因素相互影響,因此要找出根本原因,需透過實機檢驗或電路模擬等專業方法加以切割分析。

[2. 滋滋聲/嗡嗡聲是否危險?對安全性與信賴性的影響?]

2-1. 單純出聲並不一定代表危險

於開關電源正常運作時發出的微小線圈鳴叫聲、特定負載條件下的嗡嗡聲或蚊音,並不必然表示是故障訊號。只要滿足一定標準與品質要求,大多為不影響產品壽命層級的振動。

2-2. 噪音過大可能讓用戶感到不安

相對地,如果噪音過大、頻率變化造成刺耳感等情況,就有可能引起終端用戶的產品抱怨。為解決此問題,以下是可考慮的對策方法。

[3. “簡單對策”難以根治噪音的原因]

3-1. 要從構造上徹底消除噪音非常困難

開關方式的AC變壓器雖有高效率、小型化的優點,但其內部高速開關運作本身便是噪音來源。透過更換配線、改變負載等“臨時措施”難以徹底抑制根源性振動。

3-2. 重新檢討元件數值與布局優化是必要的

若不重新檢討線圈、電容器、電路板布局設計與安裝方法,就會面臨噪音降低上的限制。尤其當多重因素同時存在時,更需經由詳盡模擬與實測,重新設定元件的數值與參數。

3-3. 必須與對應裝置進行整合性驗證

問題不僅在AC變壓器本身,也包括與搭配使用設備組合後產生的噪音。同樣使用多顆晶片或多功能的通訊設備時,不同頻段可能互相干擾,從而產生預料之外的噪音。因此,在未經實機整合驗證前,難以導出完整的解決方案。

[總結][噪音問題就找優麗發]

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