新型无输入电解电容的电源适配器拓扑与控制策略研究

摘要

随着科学技术的发展，功率密度已经成为带有功率传输(PD)协议的电源适配器中十分关键的技术指标之一．在传统PD电源适配器中输入电解电容的体积占比突出，为了进一步提高其功率密度，提出了一种无输入电解电容的PD电源适配器电路．该电路拓扑在传统反激变换器的基础上，除去了体积占比较大的输入电解电容，并引入由储能电路与Buck电路所组成的能量补偿模块，平衡输入与输出之间的脉动功率，从而有效抑制输出电压纹波．本文详细分析了所提出的电路拓扑结构及工作原理，在此基础上采用了适合该拓扑结构的基于前馈形式的单周期控制，并提出辅以功率平衡控制以及输出恒压控制的综合控制策略，同时对电路的关键参数进行设计．最后搭建了一个40 W的PD电源适配器实验平台验证该方案的正确性和可行性．实验结果表明，该电路方案将输出电压纹波降低到了2%以下，并消除了输入电解电容，从而有效提高了PD电源适配器的功率密度．

关键词

PD电源适配器 / 无输入电解电容 / 能量补偿模块 / 综合控制策略 / 高功率密度

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51407032); 福建省自然科学基金资助项目(2019J01251)