我本次調試用的主控IC是來自成都啟臣微及深圳思睿達的CR6891A，輸出規格12V2A（OCP4A），CR6891A 是一款高集成度、低待機功耗的 CCM+PFM+QR 混合電流模式 PWM控制器，擁有良好的EMI性能。

【應用】音響電源

【規格】12V2A

【問題描述】：紋波異常

 

客戶描述紋波有異常的尖刺，測試輸出紋波發現確實有尖刺，總體紋波高達360mV

把示波器時間調快，仔細觀看紋波的尖刺，看起來像是干擾，又或者是異常的噪聲？

我們先排除干擾源，示波器設置，測試波形是否準確？探頭有沒有按標準測量？輸出端有沒有并聯電容？以下是測試輸出紋波的標準：紋波及噪聲在 1.5M 18AWG 處測試，測試端并聯 0.1uF/50V 瓷片電容和10uF/50V 電解電容，示波器帶寬限制為 20MHz。示波器探頭需取掉探針測試，探針可能會引入干擾。

如上圖，取掉探針且輸出端已經并聯了電容后，且拿別的機對比后尖刺依然沒有消失，別的樣機同樣條件測試并沒有奇怪的尖峰。于是我嘗試增大輸入電容以及輸出電容，總體紋波會下來，但是尖刺依然存在，究竟是什么原因呢？

嘗試了各種方法（包含飛線改變pcb）之后都沒有解決，測量CS波形發現負壓較為嚴重，于是我猜想會不會是變壓器的層間電容導致的原因呢?于是我嘗試修改變壓器，以下是原變壓器的參數

我把變壓器N2,N3反過來，使得N2能在初次級之間充當一個屏蔽層，減少層間電容和高頻噪聲的耦合。再次測試

改完變壓器后發現輸出紋波的尖刺完全消失了，紋波總體從360mV減到了180mV，整整小了一半，問題大概率就是因為變壓器的層間電容產生的，那么什么是層間電容呢？

層間電容

層間電容是變壓器繞組中相鄰層之間的寄生電容，它會存儲和釋放能量。在高頻開關電源中，這種電容會與電路中的其他元件（如電感、電阻等）相互作用，影響電路的瞬態響應和穩定性。

對輸出紋波的影響

①高頻噪聲耦合：

層間電容會為高頻噪聲提供通路，使得開關電源中的高頻噪聲（如開關管產生的尖峰電壓）通過電容耦合到輸出端，增加輸出紋波。

②諧振效應：

層間電容與變壓器的漏感或其他寄生參數可能形成諧振電路。如果諧振頻率接近開關頻率，會導致諧振噪聲放大，進一步增加輸出紋波。

③能量傳遞延遲：

層間電容會存儲一部分能量，并在開關過程中釋放，可能導致能量傳遞不夠平滑，從而在輸出端產生額外的紋波。

如何減小層間電容對輸出紋波的影響

為了降低層間電容對輸出紋波的影響，可以采取以下措施：

①優化繞組設計：

增加層間距離，減小層間電容。

采用分層繞制或分段繞制技術，降低寄生電容。

②使用屏蔽層：

在繞組之間加入屏蔽層（如銅箔，銅線），可以有效減少層間電容和高頻噪聲的耦合。

③選擇合適的絕緣材料：

使用低介電常數的絕緣材料，可以減小層間電容。

④優化電路設計：

在輸出端增加濾波電容和電感，抑制高頻噪聲。

采用軟開關技術，減少開關過程中的電壓和電流尖峰。

⑤控制開關頻率：

合理選擇開關頻率，避免與層間電容和漏感形成的諧振頻率重合。

總結

層間電容會通過耦合高頻噪聲、引起諧振效應以及影響能量傳遞等方式，對輸出紋波產生不利影響。在高頻開關電源或對紋波要求較高的應用中，需要通過優化變壓器設計、改進電路拓撲以及增加濾波措施來減小層間電容的影響，從而降低輸出紋波。

 

希望以上的內容能幫助到你，謝謝觀看！