Netzteilgeräusche? Corsair erklärt es ganz genau!

Was ist das für ein Geräusch, das aus meinem Netzteil kommt?

Bei einigen Netzteilen kann es zu Geräuschentwicklungen kommen, die nicht mit dem Lüfter zusammenhängen. Diese Geräusche können wie ein Zischen, Brummen oder Pfeifen klingen. Sie treten meist unregelmäßig auf, und ihr Ursprung ist aus diesem und anderen Gründen schwer festzumachen. Ein Grund ist, dass die Geräusche sich verändern oder komplett verschwinden können – je nach der Belastung des Netzteils. Dazu gleich mehr, doch was das bedeutet ist, dass von einem Netzteil in einem PC ein bestimmtes Geräusch ausgehen kann, während ein Spiel oder Benchmark-Programm läuft, das in einem anderen PC womöglich anders klingt … oder möglicherweise treten gar keine Geräusche auf. Ein weiterer Grund ist, dass diese Geräusche manchmal auf einer sehr hohen Frequenz liegen, die nur wenige hören können. Viele, besonders über einem Alter von 25 Jahren, können Geräusche über 15 kHz nicht hören, wohingegen andere Frequenzen bis 20 kHz hören können. Es kann also passieren, dass ein PC mit einem Netzteil, das ein hochfrequentes Pfeifen von sich gibt, von zwei Personen im gleichen Raum unterschiedlich wahrgenommen wird; einer hört das Pfeifen möglicherweise, während der andere davon absolut nichts mitbekommt.

Ist das das sogenannte „Netzbrummen“?

Oftmals werden diese elektrischen Geräusche, die nicht vom Lüfter ausgehen als „Netzbrummen“ bezeichnet. Das kommt daher, dass dieses Geräusch oft von den Spulen ausgeht. Eine Spule besteht aus einem Kern, um den Kupferdraht gewickelt wird. In der Schaltung eines Netzteils werden Spulen dazu verwendet, um das restliche Rauschen der Wechselstromspannung aus der Gleichstromspannung zu filtern. Die Frequenz dieser Wechselstromspannung kann sich jedoch – abhängig von der Last – ändern, wodurch eine mechanische Resonanz auftreten kann, die Geräusche erzeugt. Dieses von den Spulen erzeugte Geräusch wird oftmals unterbunden, indem qualitativ hochwertigere Spulen mit engeren Wicklungen verbaut und mit einer Lackschicht versehen werden.

Dieses Geräusch kommt also immer von den Spulen?

Das „Netzbrummen“ ist mittlerweile ein Oberbegriff für Geräusche geworden, die im Zusammehang mit Elektrizität auftreten. Tatsächlich kann es jedoch sein, dass diese Geräusche in keiner Verbindung zu den Spulen stehen. Eine vom Aufbau her ähnliche Komponente ist der Transformator. In einem Netzteil können mehrere von ihnen verbaut sein, und deren Wicklungen können, wie bei den Spulen, in Schwingung geraten. Auch hier wird versucht, den Transformator-Kern mit engeren Wicklungen und einer Lackschicht zu versehen, und manchmal kommt sogar Klebeband zum Einsatz, um Vibrationen und damit Geräuschentwicklungen zu unterbinden.

Corsair rm 650 +5VSB Transformator

Oben ist der Haupt-Transformator und der +5VSB Transformator von einem unserer Netzteile der RM Series abgebildet. Wenn wir das ganze Klebeband nun entfernen …

+5VSB Transformator

… kann man den Kupferdraht sehen, der um den Kern gewickelt wurde (Ich habe es ein wenig übertrieben, und aus Versehen ein paar der Kupferwicklungen durchtrennt, aber es war viel Klebeband zum Durchschneiden!).

Wir bei Corsair haben damit begonnen, unsere Transformator-Lieferanten darauf zu trimmen, nicht nur unseren Anforderungen an die Leistung zu entsprechen, sondern auch Kriterien erfüllen, von denen wir wissen, dass sie unseren Kunden geräuschlose Netzteile garantieren.

Um diese geräuscharmen Transformatoren garantieren zu können haben wir zusätzliche Qualitätskontrollen in den Produktionsablauf integriert. Beispielsweise hat ein Transformator, dessen Wicklungen nicht eng genug sind, einen etwas größeren Durchmesser im Vergleich zu anderen Transformatoren. Mit einem Mikrometer kann man nun feststellen, ob ein Transformator unseren Qualitätsansprüchen genügt, wie es unten gezeigt wird.

Transformator messen

Transformator messen

Der obere Transformator hat einen Durchmesser von 32,8 mm – das ist gut. Doch der im nächsten Foto bringt es auf 34,08 mm, obwohl die selbe Länge an Kupferdraht für die Wicklungen verwendet wurde. Das bedeutet, dass die Wicklungen nicht so eng sind, wie sie sein sollten; der Transformator könnte also Geräusche erzeugen, und wird daher aussortiert.

Kondensatoren können eine weitere Ursache für „Netzbrummen“ sein. Viele denken zwar, dass ein Kondensator, der Geräusche erzeugt leckt, doch können Kondensatoren aus den gleichen Gründen ein „Netzbrummen“ von sich geben, wie es bei Transformatoren der Fall ist. Das Innere eines Kondensators besteht aus dielektrischem Material und einem Film aus Metall. Diese beiden dünnen Schichten werden aufgerollt, um einen Kondensator herzustellen. Auch hier kommt es auf die Toleranzen an. Sollte es eine Unregelmäßigkeit in diesem Kern aus zwei Schichten geben, können die daraus resultierenden mechanischen Resonanzen hochfrequente Geräusche erzeugen.

Hier ist eine Handvoll Kondensatoren zu sehen, die auf der Primärseite der RM Series-Netzteile verbaut sind.

verschiedene Kondensatoren

Wir haben herausgefunden, dass diese Sorte Kondensatoren unter bestimmten Umständen mehr Geräusche erzeugt, als andere Sorten. Warum?

Aluminium-Elektrolytkondensatoren, die wie kleine Dosen aussehen, werden zusammen mit einem in Elektrolyten getränktes Papier gerollt. Dieses Papier kann die mechanischen Resonanzen, die Geräusche erzeugen können, absorbieren. Die oben gezeigten Kondensatoren bestehen jedoch aus einem metallischen Polypropylen als Dielektrikum. Diese „Plastikfolie“ kann auf bestimmten Frequenzen vibrieren – genau wie die Kupferwicklungen unserer Spulen und Transformatoren, und dabei ein hochfrequentes Geräusch erzeugen.

Sehen wir uns diesen Kondensator, den ich geöffnet und ausgerollt habe, etwas näher an:

ausgerollter Kondensator

Es ist äußerst wahrscheinlich, dass diese Schichten, wenn sie nicht korrekt zusammengerollt wurden, wie ein Kazoo brummen. Auch hier hat Corsair mit zusätzlichen Qualitätskontrollen bei der Beschaffung der Teile für unsere Netzteile Schritte unternommen, um Geräuschentwicklungen zu verhindern.

Corsairs Augenmerk liegt also darauf, seinen Kunden die leisesten Produkte zu bieten, und dazu gehört mehr, als nur einen leiseren Lüfter zu entwickeln. Dank seiner hauseigenen Entwicklung können wir bei Corsair diese Punkte direkt angehen und unseren Kunden so die leisesten Netzteile auf dem Markt anbieten.

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