電腦節(jié)能電源空載嘯叫問題淺析

一、 嘯叫的定義
嘯叫其實(shí)是一種干擾現(xiàn)象,因其頻率剛好在人的聽覺范圍之內(nèi)而產(chǎn)生的一種較為尖銳的聲音.電腦節(jié)能電源的空載嘯叫一般是由Vsb部分產(chǎn)生的,一些小功率的電源適配器也存在此問題,其線路一般采用單端反激PWM電路設(shè)計(jì).本文討論的嘯叫一般表現(xiàn)是:電源在完全空載的情況下,耳朵可以聽到尖銳的嘯叫,如果增加負(fù)載,嘯叫聲會(huì)隨之消失,直到滿載都不會(huì)出現(xiàn)嘯叫.
二、 人耳能聽到的聲音頻率的范圍
通常情況下,人耳能聽到的聲音的頻率為20Hz~20KHz,其中最敏感的頻率是2KHz~3KHz,受過專門訓(xùn)練的人可能超過20KHz.不同人的聽覺是有差異的,同一個(gè)發(fā)出嘯叫的電源,不同的人去聽,其聽到的結(jié)果一定是不同的,同一人的聽覺也會(huì)隨著年齡而衰退,老年人能聽到的頻率約為50Hz~12000Hz,所以有好多老年人聽力差,甚至耳聾.
人們?cè)诼牭絿[叫時(shí),往往第一感覺就是可怕,有一種恐懼心理,認(rèn)為可能存在一種潛在危機(jī),不知哪一天會(huì)爆發(fā)出來,造成不可彌補(bǔ)的損失甚至有對(duì)人身安全造成危害,其實(shí)節(jié)能電源的嘯叫并沒有這么可怕,如果了解到其產(chǎn)生的原因及實(shí)際使用中會(huì)不會(huì)有嘯叫,就覺得并沒有那么可怕.
三、節(jié)能電源嘯叫的原因
  
      為了滿足節(jié)能以及環(huán)保的需求,針對(duì)不同用途與不同的功耗范圍,全球許多政府及能源機(jī)構(gòu)的各種新的能耗標(biāo)準(zhǔn)紛紛出臺(tái),降低能耗成為了一項(xiàng)無法回避的重要議題,計(jì)算機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)電源能耗也提出了更高的要求,對(duì)于開關(guān)式電源,降低待機(jī)能耗顯得非常重要,因此許多電源生產(chǎn)企業(yè)采用了新的節(jié)能芯片代替原來的高能耗芯片.
節(jié)能芯片本身可以通過檢測(cè)電路工作狀態(tài),在空載或輕載情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)頻率,減少開關(guān)次數(shù),從而降低能量的損耗而達(dá)到節(jié)能的效果,如下圖(電源正常工作頻率幾十千赫到幾百千赫):


開關(guān)電源是工作在高頻開關(guān)的狀態(tài),其頻率范圍一般在幾十千赫到幾百千赫,在高頻開關(guān)中會(huì)產(chǎn)生一些干擾.沒有任何聲音的電源也一直存在這些干擾,只是頻率不在人的聽覺范圍之內(nèi),人的耳朵是無法聽到的,所以有國(guó)家強(qiáng)制性認(rèn)證的CCC標(biāo)準(zhǔn),CCC標(biāo)準(zhǔn)中就包含傳導(dǎo)和輻射的標(biāo)準(zhǔn),傳導(dǎo)頻率測(cè)試范圍:150KHz-30MHz,輻射頻率測(cè)試范圍:30 MHz-1000 MHz.
電腦節(jié)能電源的空載嘯叫一般來自于Vsb電路部分,為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的要求,PWM芯片采用了抖頻功能,在空載、輕載下其頻率范圍降低到了人的聽覺范圍之內(nèi),如果不采用其他抑制方法,人所能聽到的嘯叫問題是存在的.再者為了達(dá)到節(jié)能的目的,電路中往往省掉負(fù)載電阻,就更容易造成嘯叫的問題.節(jié)能PWM芯片的制造商一般采用如下圖的方法來解決嘯叫問題,限制噪聲峰值電流來達(dá)到無嘯叫產(chǎn)生.
    

四、 節(jié)能電源能否完全避免嘯叫

節(jié)能電源從理論上雖然能解決嘯叫問題,但是在實(shí)際大批量生產(chǎn)中達(dá)到完全空載無嘯叫是很困難的,節(jié)能PWM芯片在批量生產(chǎn)中也同樣存在一致性不好的問題,變壓器一致性不好的問題也同樣存在,其它一些相關(guān)的主要元件也是,多種電子元器件組合起來的電路產(chǎn)生的干擾頻率如前面所述恰好在人的聽覺范圍之內(nèi),所以在批量生產(chǎn)中是做不到的.

五、 節(jié)能電源嘯叫比較適中的判別方法

人們對(duì)嘯叫聲的感受是不一樣的,可能聽覺靈敏的人感覺叫得比較嚴(yán)重,有的人能聽到輕微的叫聲,有的人根本就聽不到.所以靠人的聽覺來衡量節(jié)能電源的嘯叫是沒有辦法來統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的,筆者認(rèn)為:電源在使用中完全空載的狀況是不存在的,電腦電源插在主板上即使不開機(jī),但Vsb是帶負(fù)載的,雖然在電路中沒有使用負(fù)載電阻,主板也就相當(dāng)于電源Vsb的一個(gè)負(fù)載電阻,插在主板上既滿足了低功耗的要求,又解決了嘯叫的問題,何樂而不為呢?所以筆者認(rèn)為電腦電源和主板等其他配件組裝起來不嘯叫是比較適中的判別方法.

由于個(gè)人水平有限,以上的論述純屬個(gè)人臆斷,借此篇文章拋磚引玉,如有錯(cuò)誤希望廣大讀者批評(píng)指正.