电脑节能电源空载啸叫问题浅析
一、 啸叫的定义
啸叫其实是一种干扰现象,因其频率刚好在人的听觉范围之内而产生的一种较为尖锐的声音.电脑节能电源的空载啸叫一般是由Vsb部分产生的,一些小功率的电源适配器也存在此问题,其线路一般采用单端反激PWM电路设计.本文讨论的啸叫一般表现是:电源在完全空载的情况下,耳朵可以听到尖锐的啸叫,如果增加负载,啸叫声会随之消失,直到满载都不会出现啸叫.
二、 人耳能听到的声音频率的范围
通常情况下,人耳能听到的声音的频率为20Hz~20KHz,其中最敏感的频率是2KHz~3KHz,受过专门训练的人可能超过20KHz.不同人的听觉是有差异的,同一个发出啸叫的电源,不同的人去听,其听到的结果一定是不同的,同一人的听觉也会随着年龄而衰退,老年人能听到的频率约为50Hz~12000Hz,所以有好多老年人听力差,甚至耳聋.
人们在听到啸叫时,往往第一感觉就是可怕,有一种恐惧心理,认为可能存在一种潜在危机,不知哪一天会爆发出来,造成不可弥补的损失甚至有对人身安全造成危害,其实节能电源的啸叫并没有这么可怕,如果了解到其产生的原因及实际使用中会不会有啸叫,就觉得并没有那么可怕.
三、节能电源啸叫的原因
为了满足节能以及环保的需求,针对不同用途与不同的功耗范围,全球许多政府及能源机构的各种新的能耗标准纷纷出台,降低能耗成为了一项无法回避的重要议题,计算机生产企业对电源能耗也提出了更高的要求,对于开关式电源,降低待机能耗显得非常重要,因此许多电源生产企业采用了新的节能芯片代替原来的高能耗芯片.
节能芯片本身可以通过检测电路工作状态,在空载或轻载情况下自动调节开关频率,减少开关次数,从而降低能量的损耗而达到节能的效果,如下图(电源正常工作频率几十千赫到几百千赫):
开关电源是工作在高频开关的状态,其频率范围一般在几十千赫到几百千赫,在高频开关中会产生一些干扰.没有任何声音的电源也一直存在这些干扰,只是频率不在人的听觉范围之内,人的耳朵是无法听到的,所以有国家强制性认证的CCC标准,CCC标准中就包含传导和辐射的标准,传导频率测试范围:150KHz-30MHz,辐射频率测试范围:30 MHz-1000 MHz.
电脑节能电源的空载啸叫一般来自于Vsb电路部分,为了实现节能的要求,PWM芯片采用了抖频功能,在空载、轻载下其频率范围降低到了人的听觉范围之内,如果不采用其他抑制方法,人所能听到的啸叫问题是存在的.再者为了达到节能的目的,电路中往往省掉负载电阻,就更容易造成啸叫的问题.节能PWM芯片的制造商一般采用如下图的方法来解决啸叫问题,限制噪声峰值电流来达到无啸叫产生.
四、 节能电源能否完全避免啸叫
节能电源从理论上虽然能解决啸叫问题,但是在实际大批量生产中达到完全空载无啸叫是很困难的,节能PWM芯片在批量生产中也同样存在一致性不好的问题,变压器一致性不好的问题也同样存在,其它一些相关的主要元件也是,多种电子元器件组合起来的电路产生的干扰频率如前面所述恰好在人的听觉范围之内,所以在批量生产中是做不到的.
五、 节能电源啸叫比较适中的判别方法
人们对啸叫声的感受是不一样的,可能听觉灵敏的人感觉叫得比较严重,有的人能听到轻微的叫声,有的人根本就听不到.所以靠人的听觉来衡量节能电源的啸叫是没有办法来统一标准的,笔者认为:电源在使用中完全空载的状况是不存在的,电脑电源插在主板上即使不开机,但Vsb是带负载的,虽然在电路中没有使用负载电阻,主板也就相当于电源Vsb的一个负载电阻,插在主板上既满足了低功耗的要求,又解决了啸叫的问题,何乐而不为呢?所以笔者认为电脑电源和主板等其他配件组装起来不啸叫是比较适中的判别方法.
由于个人水平有限,以上的论述纯属个人臆断,借此篇文章抛砖引玉,如有错误希望广大读者批评指正.
