中國報告大廳網訊，USB-PD協議從30W躍升到240W，氮化鎵器件已把開關頻率推到100kHz以上，但輸入端那顆400V電解電容依舊占據適配器近1/4體積。2025年全球PD電源適配器出貨量預計達8.2億只，市場規(guī)模58億美元，功率密度競賽進入“厘米級”階段。最新實驗數據顯示，在40W樣機里拿掉輸入電解電容，改用儲能電容+能量補償模塊，輸出紋波仍可被鎖在2%以內，整機體積縮小40%，功率因數從0.45提升到0.92，為“超薄餅干”適配器提供了可量化的技術路徑。

  一、電源適配器傳統痛點：輸入電解電容體積4312mm3，功率密度止步18W/in3

  《2025-2030年中國電源適配器產業(yè)運行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報告》指出，400V/57μF電解電容高度普遍超過12mm，占傳統PD電源適配器體積1/4，功率密度止步18W/in3;同時低頻整流+大電容方案功率因數僅0.45，難以滿足歐盟CoC Tier-2對諧波的最新要求。拿掉這顆“大塊頭”并把輸出紋波壓到2%以下，成為下一輪高密度競賽的核心突破口。

  二、電源適配器無電容拓撲：反激+能量補償模塊，儲能電容47μF/100V即可

  拓撲在DCM反激基礎上并聯一條由輔助繞組、儲能電容Ca與Buck變換器組成的能量補償模塊。當pin>Po時，多余能量存入Ca;當pin電解電容的15%;能量補償模塊合計2589mm3，占原體積60%，卻支撐了全周期功率平衡。<="">

  三、電源適配器綜合控制策略：前饋單周期+功率平衡+PI恒壓三閉環(huán)

  主開關Sm采用前饋單周期控制，占空比在半個工頻周期內隨輸入電壓正弦變化，T0-T2段與輸入成反比，T2-T3段鎖定最大值DSm,max，確保DCM且功率因數0.92;S1管負責pin>Po階段給Ca充電，S2管在pin

  四、電源適配器關鍵參數設計：激磁電感120μH、儲能電容47μF，DCM邊界裕量40%

  為全程保持DCM，激磁電感取120μH，低于臨界最小值288μH，裕量40%;低壓90V滿載工況下，Ca需向負載補償最大能量，按式(28)計算得最小容值30.1μF，實取47μF/100V，耐壓裕量34%;輸出濾波Co 1360μF/25V，配合Buck補償，可把紋波壓到184mV(0.9%)，遠低于2%限值。

  五、電源適配器實驗結果：紋波184mV、體積縮小40%、功率因數0.92

  電源適配器行業(yè)技術特點分析指出，90Vac/40W滿載測試，輸出電壓20V，紋波184mV(0.9%);傳統方案輸入電解電容體積4312mm3，新方案能量補償模塊2589mm3，整機高度縮減4mm，體積縮小40%;樣機效率73.8%，低于同步整流產品88.6%，但可通過GaN同步整流與磁性器件優(yōu)化繼續(xù)提升;功率因數0.92，較傳統0.45翻倍，諧波電流滿足IEC61000-3-2 Class-D。

  總結

  2025年PD電源適配器市場奔向58億美元，功率密度競賽進入“厘米級”淘汰賽。拿掉輸入電解電容后，借助47μF/100V儲能電容+能量補償模塊，輔以三閉環(huán)綜合控制，輸出紋波仍可鎖在2%以內，體積縮小40%，功率因數從0.45飆升到0.92。隨著GaN同步整流與磁性器件優(yōu)化落地，無輸入電解電容方案有望把功率密度推過30W/in3，為下一代超薄餅干適配器、墻插融合型充電模塊提供可復制、可量產的技術底座。

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