空调导致电脑黑屏的原因探究

2023-07-30 17:39:16 +08:00
 fengwq

这是一个折磨了我 1 年又 8 个月的问题,并且仍然没有解决。

摘要

想象你(在游戏中)激战正酣,电脑突然黑屏了,是不是气得想要摔鼠标、摔手柄?刚骂了一句,屏幕又恢复了,游戏却输了。如果是持续黑屏(无信号),是易于排查问题的,偏偏它是个偶发性问题

本文研究了 5 种显示器或电脑的偶发性的黑屏问题,提出了 8 种猜想,并进行验证。

现象

1. 空调停止制冷导致黑屏

空调停止制冷时,会偶发性地导致显示器黑屏 2-3 秒,然后恢复显示;频率高时,使用电脑 12 小时可黑屏近 10 次。冰箱停止制冷时,也触发过黑屏,但概率很低,总的次数屈指可数。

2. USB 公头与母口接触导致黑屏

用 USB3.0 延长线连接移动硬盘时,偶发性地会黑屏 2 秒,然后恢复显示。

3. 播放 B 站动画导致黑屏

最早是在看 《机动战士高达 SEED Destiny HD 》时发现的。开机后首次点开链接播放动画,或者从「历史记录」中点开播放,会黑屏 2 秒,然后恢复显示。并不局限于这一部动画;其他动画、电影也能触发黑屏。在不关机的情况下,再次进行同样的操作,不会再黑屏。Firefox 与 Chrome 都会黑屏。这种黑屏基本可以稳定复现。

4. 开机解锁 Windows 后黑屏

开机(有画面,可进入 BIOS ),然后解锁 Windows ,会黑屏 2 秒,然后恢复显示。

5. 插入或拔出电源插头导致黑屏

比如使用完电吹风,电吹风档位是关闭,电吹风是双脚插头;电吹风所在插排,插在电脑和显示器所在插排上,在这样的情况下拔出插头,偶发性地会黑屏 2 秒,然后恢复显示。

猜想与验证

显示器(电脑)黑屏(无信号)这一问题,可能的原因非常多,仅仅我能想到的就可以举出:操作系统问题、显卡驱动、显卡硬件、显示器固件、显示器硬件、视频接口标准、视频线、电脑电源、家庭电路、市电电压不稳。这些因素不是我凭空猜想的,在后文会举出它们导致黑屏的实例。在如此多的已知与未知的变量中,想用控制变量法排查问题,工作量是很大的。想要做专业的分析,所需的知识广度与深度超过了我现在的水平。

既然自己解决不了,为什么不找人修?
我找过线下的电工,他们不愿意处理;甚至有个电工说「零线可以比火线细」。向知乎某大 V 付费提问了,回复「问题描述不清楚」,被拒绝。我只是尽我所能地研究到现在这个地步,发文也希望获得专业人士的帮助。

电脑是我 DIY 的台式机,都是新买的,原始配置是:12700K 、MPG Z690 CARBON WIFI 、3060Ti 索泰天启 Asgard 16GB DDR5 4800 、980 PRO 500GB 、Antec HCG850 、机箱 MPG QUIETUDE 100S 暗黑,后来我更换过内存、显卡、电源。
显示器是 acer XV282K KV
空调是 美的 KFR-23GW/DY-DH400(D3),额定功率(制冷):740W

关于现象 1

注意到黑屏问题的前几个月(冬季)以为是显卡驱动或 Win11 的问题,这期间我并没有发现黑屏与空调的关联;而且冬天时不会频繁地黑屏,工作又比较忙,就忍了。天热了开空调,终于观察到每次黑屏都发生在空调或冰箱的压缩机停机的那一刻。通过观察空调室内机的送风情况,或者直接摸室外机是否震动、看风扇是否在转,可以确定是压缩机停机——而非启动导致黑屏。显示器黑屏时,是那种显像管电视关机的效果——像断电而不是失去信号源。空调室内机停机时会发出类似跳闸的声音——应该是继电器发出的;电脑关机时,电源也有类似的声音。

猜想 1 空调产生电流变化导致黑屏

搜索「黑屏 空调 冰箱」,可以找到不少相同遭遇的人。启动时黑屏的:例 1例 2例 3例 4例 5。停止时黑屏的:例 1例 2例 3例 4例 5
主流的说法都是空调启动时产生的电流变化。

电涌
老式的非变频空调、 冰箱,压缩机是间歇工作的,而启动工作时瞬时的功率变化很大,电路中会有瞬时的高电流(电涌)。
欠压
冰箱和电脑应该在同一条电路上,冰箱启动的瞬间电压较高,而电脑没有配稳压器,冰箱启动后电路上冰箱的电压升高,而电脑的电压下降,导致电脑的电压不足黑屏关机。

更多的解释可以看冰箱一启动,电脑就黑屏为什么家用电路中照明电路和空调电路是分开的?
虽然我这里是空调压缩机停机才导致黑屏,但我没有别的思路,于是死马当活马医。

抗浪涌插排

根据《解决家里显示器、电视在空调、冰箱制冷时黑屏的问题》的推荐,我购买了「公牛 GN-H3060 」,仍然黑屏。
我怀疑是公牛不专业,于是根据《几种防浪涌排插插线板的拆解对比及选购推荐》买了「同为 四合一防雷桌面 PDU 」,仍然黑屏。不管是单独接某个插排;或者是把公牛插在同为上,再把电脑、显示器电源插在公牛上,都不能阻止黑屏。

滤波插排

@imn1 @NoOneNoBody 能不能发一下具体的型号?最好直接发购买链接。

在线式 UPS

根据 @dxgfalcongbit 的建议,购买了在线式 UPS 「 APC SPM1K 」。在试用的几小时内没有出现黑屏,但噪音相当于 500W 电吹风,无法长期使用,退货了。

试图成为电工

我学习了电工知识。郭老师装修课堂 (阉割了视频画面,转自优酷)(前 33 个以及「开关插座的选用」「验电插头」都建议看)
发现自如的电路装修有以下问题:

去了附近两家五金店,希望改下配电箱的电路。第一家嫌改入户零线的工作量大( 5 楼要穿线管),不接活。第二家竟然说零线可以比火线细,于是作罢。

改造电路

我找电工增加了一个回路,专门给显示器、电脑供电,独立于空调回路。仍然黑屏,但黑屏的次数好像减少了——我没有精确地统计。

用万用表( UT136B+)测量了电脑接的插座的电压:
开空调之前电压是 224 左右。开空调的瞬间,电压降到了 212 。开空调之后在 221.5 左右。压缩机停机之后在 223.5 。
用钳形表( UT210E+)测电流:
空调回路的电流,在压缩机运行时是 3A ,启动瞬间可达 12A ,停机时在 1.5 秒内减小到 0.12A 。
电脑回路的电流,在压缩机启停时均没有变化。
因为黑屏是偶发现象,以上数据是未发生黑屏时测得。

空调制热停止时,也会黑屏。空调开机时,电流从 0 逐渐增长到 8.6A ,再逐渐降低到 7.2A ;停机时较快地降为 0.15A 。

互感现象

增加回路没有解决问题。用钳形表测电流的时,从没出现过黑屏。我注意到用钳形表测量时,空调回路与电脑回路的导线之间的距离较远。而且空调回路与电脑回路在接入配电箱之前,有 15 米都在同一个线槽,贴在一起。于是我猜想它们形成了「互感」匝数为 1 ,同名端相接的并联电路。空调回路在电脑回路产生了感应电流,导致黑屏。
只是猜想,我不知道如何验证。
无论把磁环放在空调线路或是电脑线路的火线与零线,都不能阻止黑屏。也可能是一根线上一个磁环有点少?磁环放在空调运行的零线上,磁环出现震动。

总功率

我是合租,一共 4 个空调。有一间屋子没人住的时候,黑屏的概率明显低于住满的时候。
可能符合 @wevsty 说的

瞬时功率太大线路不能承受

@wevsty 能不能详细解释下原理?

猜想 2 电磁干扰

有个很有趣的黑屏现象应该是电磁干扰导致的:
从椅子上起身站起来的时候,显示器屏幕会黑屏一下,然后大概半秒钟又好了,这是怎么回事? 19 楼视频有可能解决此世纪谜题
EEVblog #1107 - Benq 4K 显示器的惊人问题原视频
视频作者是一位电子工程师,他找到的原因是人起身时,裤子与椅子摩擦产生静电,导致显示器黑屏。这位工程师并没有给出最终的结论,他把 HDMI 换成 DP 线解决了这个问题,就不管了。后来就有观众回复他「我用的就是 DP 线,照样黑屏」。

根据 @steveleecst 的建议

  1. 一般情况下,显示器的电压适配宽度很宽,如果是因为电压、浪涌等问题导致的黑屏,其他设备不可能不受影响。
  2. 我遇到过类似的黑屏现象,环境略有差异。当年在学校实验室,隔壁实验室一做放电实验我的外接屏幕就开始闪、黑屏,不做实验的时候就没事儿。后来在视频传输线上(我那条是 minidp-hdmi 线,没有屏蔽磁环)挂了一串屏蔽磁环,闪屏现象就基本不发生了。
    说一下怎么测试是不是电磁干扰:
    ……
    再说一下如果是电磁屏蔽问题怎么解决:
    ……

购买了「脉冲点火器」,在显示器、DP 线附近持续制造电弧(绕着画圈),未出现黑屏。

猜想 3 视频传输标准

除了前文提到的 YouTuber ,@DoraYao 也是把 HDMI 换成 DP 解决了问题
可我本来就是用 DP 。显示器接 PS5 、Switch 时(都是 HDMI )从未出现过黑屏。
当然我也换 HDMI 试了,一样黑屏。

猜想 4 视频线问题

DP 线 20 pin 问题
非标准 DP 线与可能带来的危害
"不正確的 DP 線"可能造成問題甚損壞? 近日在韓國爆發的 DP Pin20 議題
据说可能导致「睡眠后无法唤醒」「关机延迟」「烧毁显卡单个接口」等问题。
巴哈姆特一位网友 使用的 DP 线与我的同品牌,遇到了持续黑屏的问题。
于是,我现在拥有了 3 条 DP 线。
JI-HAW acer 原装线、JI-HAW 戴尔原装线、开博尔。用电表测了,20pin 都是断路。都不能阻止我遇到的黑屏。
有人说「戴尔原装线」质量好,我观察了公司的戴尔显示器(不同型号)附赠的 DP 线,发现有三个品牌:JI-HAW (今晧)、Hotron (鴻碩)、ZHONGJU 。

DP 线 方向性
显示器 LG 27 GL850, 附带的 DP 线是分方向的吗?
经过几天的测试,我没发现 DP 线存在方向性。我用的不是光纤线。

猜想 5 显卡硬件

显卡我换成了 4090 微星魔龙 X 。换了之后,基本不会黑屏了。现在用了一个多月,总共才触发了几次黑屏。
但先后关系不等于因果关系,我无法从原理上解释。

猜想 6 显卡驱动、固件

我把视频线接在主板上,没有拔掉独显(嫌麻烦),不能阻止黑屏。

有一个显卡固件的 bug 是开机持续黑屏,直到操作系统加载完成才亮屏。
我调查了一下 动态 中提到的 3 个固件:
早在 2018-06-04 ,NVIDIA 就发布过一个显卡固件更新工具 NVIDIA Graphics Firmware Update Tool for DisplayPort 1.3 and 1.4 Displays,用于解决显卡连接 DP 1.3 / 1.4 显示器时,可能遇到启动过程中一直黑屏直到操作系统加载完成才有画面(无法进入 BIOS);或者启动中卡住的问题。黑屏的具体现象可以看这个视频 Nvidia GPU Blank Screen No Bios showing。该工具适用的显卡包括 GTX 1080Ti 等 20 款显卡。2023-06-26 NVIDIA 更新了这个页面,版本号从 1.0 变成 1.1 。通过查询「 INTERNET ARCHIVE 」的记录,并没有新增显卡型号,只是加了一行支持 Win11 。Toppc Lin 也被这个问题折磨过:多日分析與網友苦戰~部份開機無畫面異常解決方法
2021-10-20 NVIDIA 发布显卡固件更新工具 NVIDIA GPU Firmware Update Tool for DisplayID,用于解决 DP 的附属协议 DisplayID 的兼容性问题。适用的显卡型号包括 3090Ti 、3080Ti 、3060 。
2022-11-16 NVIDIA 发布显卡固件更新工具 NVIDIA GPU UEFI Firmware Update Tool,用于解决某些特定的主板以 UEFI 模式启动时一直黑屏直到操作系统加载完成才有画面(无法进入 BIOS)。适用的显卡型号包括 4090 、4080 。
根据 NVIDIA 的描述,后面这两个固件更新都不涉及显示器持续无信号,无法看到操作系统画面的问题。
上述 3 个与我的黑屏现象不一致,所以我没有升级显卡固件。

B 站 up 主「 51972 」被 华硕 Z690 主板+华硕显示器无画面 折磨,但他不认为是显卡的问题。

猜想 7 显示器问题

acer XV282K 确实存在一个 bug 「HDMI2.1 接口,接高端显卡,接 PS5 休眠偶尔唤不醒」。
我没有遇到。我更新了固件。

猜想 8 电脑电源

电源老化会造成显卡供电不足黑屏么 确定为电源问题
还有最近有些热度的 7900 XTX 重启问题
我换成了 雷神二代 1200W ,无变化。

现象 1 的总结

空调导致黑屏大概是多种因素共同作用的结果。现在黑屏的概率已经很低了。 我又不知道触发原理,继续验证比较困难。可能首先需要室友都打开空调,使功耗达到较高的水平,此时压缩机停机产生的电流变化才能作用到电脑或显示器导致黑屏。

关于现象 2

除了连接移动硬盘,我发现了一个基本稳定复现的方法,即使 USB 公头的另一端不边接任何设备,只要让 USB 公头的一端同时接触母口的上下两端(如图),就可以触发黑屏。在一段时间内前几次接触可以黑屏,之后就不行了。

我看不懂 USB 针脚图,只能瞎猜是母口的上下缘短路导致的黑屏。

关于现象 3

我也不是一个人:你们有在 B 站(网页)看视频 会突然黑屏再亮屏的吗?(已冲水)、在 bilibili 看视频,突然整个显示器黑屏了几秒钟
如果上面那个触发不了,可以试试《宇宙战舰大和号 2199》。
这应该是前端问题吧,但我不理解的是,为什么要隔一段时间才能触发黑屏。

关于现象 4

也不只是我遇到了:请看评论区
因为很少出现,所以没有仔细研究。

关于现象 5

为什么有些充电器在插电源时会打出火花?

正常现象,插座接触的过程总是从点接触到面接触。如果负载具有较大的容性或感性,容性负载在点接触瞬间会产生较大的电流烧蚀插片和触片,感性负载在点离断瞬间会拉弧,两种情况都会产生火花。负载不大、插拔次数较少的家用场景一般是无害的,大负载频繁插拔的工业场景会用接触器解决。

其他黑屏现象

踢一脚电风扇,旁边的电脑会黑屏?

问题

除了上文提到的,我还有很多问题。

压缩机到底对电路产生了什么影响?

过流?压缩机停转,线圈产生感应电流,超过线径承载能力,然后会如何影响显示器或电脑?
欠压?显示器、电脑都是宽幅电源,瞬时电压比 110V 还低吗?
电涌和过流是同一现象吗?
防电涌和防雷一样吗?
山特 UPS 的商品介绍,也不理解。大负载电器突然关闭会导致过压?

空调启动时的大电流,能传递到不同的回路中吗?


我是个爱自由、爱生活、认真生活的人,兴趣是分享信息。
我想跟你交朋友,在那之前,要确认一下我们是不是同类。
https://t.me/fengwq

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46 条回复
TerryRobles
2023-08-01 10:39:12 +08:00
@fengwq 空调启动时的大电流,能传递到不同的回路中吗?

你房间应该就一个回路,所有设备都并联在一组线上

感性负载(电机 压缩机 继电器)停止产生的高压没有被吸收就转到了零线上
DoraYao
2023-08-01 11:24:45 +08:00
以后遇到这种问题,可以直接拿你的经验一条条核对了
leang521
2023-08-01 15:34:57 +08:00
解决过公司电脑同样问题,总得来说就是两个原因。1 、输入电源品质不好,2 、地线不好。
因为公司空调没走单独线路,还是柜机,压缩机启停会产生极大谐波,导致串扰到主板底上产生地弹问题。坑比的是电源的大地是假的,导致电脑电源的 EMC 滤波器没起到作用。
解决方案是从电井单独走了一个地线过来,然后办公用电上额外增加了一个 EMC 滤波器并可靠接地。
改造后一年多了,再没遇到同样问题。
滤波器在淘宝上搜“单项 EMC EMI 滤波器”,注意功率足够,最好螺丝端子的方便施工,导轨型的
dxgfalcongbit
2023-08-03 17:10:50 +08:00
楼主这个问题后来我自己也遇到了,是视频线缆受无线电磁干扰导致的,换抗干扰的视频线缆就行了。
yxlimo
2023-09-05 09:52:22 +08:00
楼主极品运气啊。你的现象恐怕有 n 个问题在作祟。

我的现象是空调压缩机启停的时候会黑屏。是一开始也是怀疑电压电涌问题。换了插排没用。后来搜到了这个帖子
yxlimo
2023-09-05 09:54:56 +08:00
楼主极品运气啊。你的现象恐怕有 n 个问题在作祟。

我的现象是空调压缩机启停的时候会黑屏。是一开始也是怀疑电压电涌问题。换了插排没用。后来搜到了这个帖子

https://ngabbs.com/read.php?tid=34912149
应该和供电没关系 类似的黑屏基本都是视频线导致的(但也不能说是线的质量问题)
通常大功率电器通断瞬间会产生电火花 同时爆发出极强的电磁波 这个电磁波会向四面八方发射 有一部分被视频线吸收
如果杂波强到让显示器识别成误码 就会暂时黑屏一下
灯黑一下倒确实是瞬间欠压引起的 不过显示器这类设备的 AC-DC 电路里都有足够大的电容 这点毫秒级的欠压完全不会产生不良影响

现在的视频线都是数字信号不带屏蔽环。遇到杂牌的电器就说得通了。买了个磁环问题解决

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