CN112821483A - 充电器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种充电器，包括：功率输入端、功率输出端、切换模组和变压器；变压器的原边侧设有功率输入模组，功率输入模组通过切换模组与功率输入端连接；变压器的副边绕组与功率输出端连接；切换模组可在第一导通状态、第二导通状态和第三导通状态之间切换；在功率输出端对应的输出电压处于第一电压V1到第二电压V2的范围内时，切换模组在第一导通状态和第二导通状态之间切换，功率输入模组工作于谐振模式；在功率输出端对应的输出电压处于第三电压V3到第四电压V4的范围内时，切换模组处于第三导通状态，功率输入模组工作于反激模式；其中V1大于V3，V2大于V4。本申请能够实现充电器兼顾较宽的电压输出范围和更高的充电效率。

Description

充电器
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种充电器。
背景技术
随着快充技术的发展，多个电池串联充电技术和半压充电技术逐渐发展成为当前充电技术的主要方向。例如：对于手机等电子设备的充电检测电压是5V，这就要求充电器也应当具有默认的输出电压5V。但是，快充技术是要求充电器具有很高的输出电压，如10V或20V，甚至可能达到30V、40V等。而目前的充电器还不能达到较宽的电压输出范围，如果要保证输出电压范围较宽，则可能充电效率降低；如果要保证充电效率较高，则可能输出电压范围较低；其还不能兼顾较宽的电压输出范围和更高的充电效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种充电器，以解决目前的充电器还不能兼顾较宽的电压输出范围和更高的充电效率的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种充电器，包括：
功率输入端和功率输出端；
切换模组和变压器，所述变压器的原边侧设有功率输入模组，所述功率输入模组通过所述切换模组与所述功率输入端连接；所述变压器的副边绕组与所述功率输出端连接；
其中，所述切换模组可在第一导通状态、第二导通状态和第三导通状态之间切换；在所述功率输出端对应的输出电压处于第一电压V1到第二电压V2的范围内时，所述切换模组在所述第一导通状态和所述第二导通状态之间切换，所述功率输入模组工作于谐振模式；在所述功率输出端对应的输出电压处于第三电压V3到第四电压V4的范围内时，所述切换模组处于所述第三导通状态，所述功率输入模组工作于反激模式；其中V1大于V3，V2大于V4。
这样，本申请的上述方案中，通过在变压器的原边侧设置功率输入模组和切换模组，使得充电器在需要不同的输出电压时，可以通过切换模组控制所述功率输入模组在谐振模式和反激模式之间切换；其中在输出电压较高时采用谐振模式可以获得较高的充电效率，在输出电压较低时采用反激模式可以获得较宽输出电压范围，从而实现了兼顾较宽的电压输出范围和更高的充电效率。
附图说明
图1表示本申请实施例的充电器的框图之一；
图2表示本申请实施例的充电器的电路结构示意图之一；
图3表示本申请实施例的充电器的框图之二；
图4表示本申请实施例的充电器的电路结构示意图之二。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本申请实施例提供了一种充电器，包括：功率输入端IN、功率输出端OUT、切换模组12和变压器11。
所述变压器11的原边侧设有功率输入模组110，所述功率输入模组110通过所述切换模组12与所述功率输入端IN连接；所述变压器11的副边绕组111与所述功率输出端OUT连接。
其中，所述切换模组12可在第一导通状态、第二导通状态和第三导通状态之间切换；在所述功率输出端OUT对应的输出电压处于第一电压V1到第二电压V2的范围内时，所述切换模组12在所述第一导通状态和所述第二导通状态之间切换，所述功率输入模组110工作于谐振模式；在所述功率输出端OUT对应的输出电压处于第三电压V3到第四电压V4的范围内时，所述切换模组12处于所述第三导通状态，所述功率输入模组110工作于反激模式；其中V1大于V3，V2大于V4。
例如：第一电压范围为V1～V2，第二电压范围为V3～V4。其中，V1大于V3，V2大于V4，且V1小于V4，即在第一电压范围和第二电压范围之间可以设置电压回差，以避免切换模组的频繁切换。或者其中V1大于V3，V2大于V4，且V1大于或等于V4。
该实施例中，通过在变压器11的原边侧设置功率输入模组110和切换模组12，使得充电器在需要不同的输出电压时，可以通过切换模组12控制所述功率输入模组110在谐振模式和反激模式之间切换。
其中，在输出电压较高时，采用谐振模式可以获得较高的充电效率，减少损耗；在输出电压较低时，采用反激模式具有较好的输出电压调整的特性，可以获得较宽输出电压范围，从而实现了兼顾较宽的电压输出范围和更高的充电效率，并且通过高低压分离，不同的电压段使用不同的拓扑，降低损耗，降低器件应力。
可选地，所述功率输入端IN包括第一子端和第二子端；所述功率输入模组110包括：第一电容单元1101和第一原边绕组1102。
所述第一子端通过所述切换模组12分别与所述第一电容单元1101的第一端、所述第一电容单元1101的第二端连接；所述第二子端通过所述切换模组12与所述第一电容单元1101的第一端连接；所述第一原边绕组1102的第一端与所述第一电容单元1101的第二端连接，所述第一原边绕组1102的第二端与所述第二子端连接。
其中，所述切换模组12处于所述第一导通状态时，所述第一子端和所述第二子端之间的电流方向为：从所述第一子端经所述第一电容单元1101、所述第一原边绕组1102到所述第二子端；在所述切换模组12处于所述第二导通状态时，所述电流方向为：从所述第一电容单元1101经所述第二子端到所述第一子端。
这样，在切换模组12处于第一导通状态时，第一电容单元1101处于充电状态，且第一原边绕组1102上的能量可以耦合到变压器11的副边绕组111上并输出；在切换模组12处于第二导通状态时，第一电容单元1101处于放电状态，即第一电容单元1101释放的能量可以通过切换模组12经第二子端回流到第一子端。该方案通过切换模组12在第一导通状态和第二导通状态之间的交替切换，即实现功率输入模组110处于谐振模式，对应的充电电路构成谐振拓扑，从而可以降低损耗，提高充电效率。换言之，该谐振模式可以理解为第一电容单元1101和第一原边绕组1102均接入电路(或者称为第一电容单元1101和第一原边绕组1102均处于工作状态)的模式。
其中，所述切换模组12处于所述第三导通状态时，所述电流方向为：从所述第一子端经所述第一原边绕组1102到所述第二子端。
这样，在切换模组12处于所述第三导通状态时，第一电容单元1101不接入电路，且第一原边绕组1102上的能量可以耦合到变压器11的副边绕组111上并输出，即实现功率输入模组110处于反激模式，对应的充电电路构成反激拓扑，具有较好的输出电压调整的特性，从而可以获得较宽的电压输出。换言之，该反激模式可以理解为第一原边绕组1102(或者称为第一原边绕组1102处于工作状态)的模式。
可选地，作为一种实现方式：所述切换模组12可以具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；所述第一连接端与所述第一子端连接，所述第二连接端与所述第二子端连接，所述第三连接端通过所述第一电容单元1101与所述第一原边绕组1102的第一端连接，所述第四连接端与所述第一原边绕组1102的第一端连接，所述第一原边绕组1102的第二端与所述第二子端连接。
其中，所述切换模组12处于所述第一导通状态时，所述第一连接端和所述第三连接端导通；在所述切换模组12处于所述第二导通状态时，所述第二连接端与所述第三连接端导通；所述切换模组12处于所述第三导通状态时，所述第一连接端与所述第四连接端导通。
可选地，切换模组12可以采用集成式的开关元件，通过控制开关元件的不同导通状态，实现其在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
可选地，作为另一种实现方式：如图2所示，所述切换模组K07包括：第一开关单元Q01、第二开关单元Q02和第三开关单元Q03。
所述第一开关单元Q01的第一端与所述第一子端IN1连接，所述第一开关单元Q01的第二端分别与所述第二开关单元Q02的第一端、所述第一电容单元C07的第一端连接，所述第二开关单元Q02的第二端与所述第二子端IN2连接，所述第三开关单元Q03的第一端与所述第一子端IN1连接，所述第三开关单元Q03的第二端与所述第一电容单元C07的第二端连接。
其中，所述切换模组K07处于所述第一导通状态时，所述第一开关单元Q01处于导通状态，所述第二开关单元Q02和所述第三开关单元Q03处于关断状态；所述切换模组K07处于所述第二导通状态时，所述第一开关单元Q01和所述第三开关单元Q03处于关断状态，所述第二开关单元Q02处于导通状态；所述切换模组K07处于所述第三导通状态时，所述第一开关单元Q01和所述第二开关单元Q02处于关断状态，所述第三开关单元Q03处于导通状态。
可选地，所述第一开关单元Q01、第二开关单元Q02和第三开关单元Q03均为开关管。
该实施例中，通过多个开关单元组合构成切换模组K07，并通过多个开关单元的组合开关状态实现切换模组K07可在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换，可以降低器件选择成本。
可选地，所述第一电容单元可以是与所述第一原边绕组构成谐振单元的一个电容元件或者多个电容元件或者具有电容特性的元件/组件等，本申请实施例不以此为限。
可选地，所述副边绕组NS19包括第一端、第二端和第三端；所述功率输出端OUT包括第三子端OUT1和第四子端OUT2。
所述充电器还包括开关模组K18，所述副边绕组NS19的第一端通过所述开关模组K18与所述第三子端OUT1连接，所述副边绕组NS19的第二端通过所述开关模组K18与所述第四子端OUT2连接，所述副边绕组NS19的第三端接地。
其中，所述开关模组K18可在第四导通状态和第五导通状态之间切换；在所述功率输出端对应的输出电压处于V1到V2的范围内时，所述开关模组K18处于所述第四导通状态，所述副边绕组NS19的第一端与所述第三子端OUT1导通，所述副边绕组NS19的第二端与所述第四子端OUT2导通，即在功率输入模组T08处于谐振模式时，与其构成谐振拓扑。
在所述功率输出端对应的输出电压处于V3到V4的范围内时，所述切换模组K18处于所述第五导通状态，所述副边绕组NS19的第一端与所述第三子端OUT1导通，即在功率输入模组T08处于反激模式时，与其构成反激拓扑。
可选地，所述开关模组K18包括：第四开关单元Q13、第五开关单元Q11和第六开关单元Q12。
所述副边绕组NS19的第一端通过所述第四开关单元Q13与所述第三子端OUT1连接；所述副边绕组NS19的第二端通过所述第五开关单元Q11、所述第六开关单元Q12与所述第四子端OUT2连接。
其中，所述开关模组K18处于所述第四导通状态时，所述第四开关单元Q13、所述第五开关单元Q11和所述第六开关单元Q12均处于导通状态；所述开关模组K18处于所述第五导通状态时，所述第四开关单元Q13处于导通状态，所述第五开关单元Q11和所述第六开关单元Q12处于关断状态。
可选地，所述充电器还可以包括：同步整流控制模块K14，所述同步整流控制模块K14与所述开关模组K18连接，用于控制所述开关模组K18在所述第四导通状态和所述第五导通状态之间切换；也即是所述同步整流控制模块K14与所述第四开关单元Q13、第五开关单元Q11和第六开关单元Q12分别连接，用于控制第四开关单元Q13、第五开关单元Q11和第六开关单元Q12的开关状态(如导通状态或关断状态)。
可选地，所述充电器还可以包括：功率控制模块K04，所述功率控制模块K04与所述切换模组K07连接。
所述功率控制模块K04用于控制所述切换模组K07在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
可选地，所述充电器还可以包括：第一充电接口(如图2中的USB端口K17)和协议控制模块K16。
所述第一充电接口与所述功率输出端OUT连接；所述协议控制模块K16分别与所述第一充电接口和所述功率控制模块K04连接。
在所述第一充电接口与用电设备的第二充电接口连接的情况下，所述协议控制模块K16可以与用电设备之间进行协议通信，以便于使得充电器调节输出电压/电流，如所述协议控制模块K16获取所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，并将所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，反馈至所述功率控制模块K04；所述功率控制模块K04根据所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，控制所述切换模组K07在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
以下采用充电器的输出电压范围为：V1～V3。如V1＝5V，V3＝20V，预设V2＝14V为变换阈值电压为例，进行说明：
充电器开机(或者称为上电)时，默认控制Q01、Q02、Q11 Q12处于关断状态。Q03和Q13处于导通状态。此时C07和Q01、Q02的结电容，组成滤波电容，且该滤波电容的电容值小于Q01和Q02的结电容的电容值，以吸收干扰。Q03、变压器T06和Q13组成反激拓扑，通过功率控制模块K04和同步整流控制模块K14控制开关管Q03和Q13工作在导通状态，充电器输出默认电压(如5V)。
当充电器接上用电设备(如手机终端)时，协议控制模块K16和用电设备进行通信。
其中，当用电设备需求的电压较低时(如5～14V)，充电器维持反激拓扑工作，以便宽低电压时的器件应力需求，以及解决谐振半桥拓扑不能兼顾宽输出电压范围的问题。此时，由于输出功率较小(其中输出功率P＝输出电压VO乘以输出电流IO；在VO较高时，如VO＝V3，PO＝P3＝V3乘以IO，PO比较大；在VO较低时，如VO＝V1，PO＝P1＝V1乘以IO，PO比较小)，即使效率略低一点，充电器的损耗也很小，发热也比较低。
当用电设备需求的电压较高时(如14～20V)，充电器控制Q01、Q02、Q11、Q13为导通状态，以及控制Q03处于关断状态，Q12处于导通状态。此时，Q01、Q02、C07、Q11、Q13组成谐振半桥LLC拓扑，利用半桥特性(零电压开通/关闭，器件应力小)，开关管上基本没有开关损耗，有非常高的效率，减少损耗。这样即使电流比较大，输出电压较高，输出PO较大，在高效的情况下，损耗降低，并且充电损耗变小，发热也比较低。
该实施例中，通过切换模组和功率输入模组的设置，使得充电器有两种拓扑，可以在大功率的时候有很好的效率，同时使得充电器有宽的输出电压范围(如3～30V)，满足手机等用电设备的用电需求，并可以兼容电脑的用电需求。
可选地，如图3所示，所述功率输入端IN包括第一子端和第二子端；所述功率输入模组110包括：第二电容单元1103、第二原边绕组1104和第三原边绕组1105。
所述第一子端与所述第二原边绕组1104的第一端连接，以及通过所述切换模组12与所述第二电容单元1103的第一端连接；所述第二子端与所述第三原边绕组1105的第一端连接，以及通过所述切换模组12分别与所述第二电容单元1103的第一端、所述第二原边绕组1104的第二端连接；所述第三原边绕组1105的第二端与所述第二电容单元1103的第二端连接。
其中，所述切换模组12处于所述第一导通状态时，所述第一子端和所述第二子端之间的电流方向为：从所述第一子端经所述第二电容单元1103、所述第三原边绕组1105到所述第二子端；在所述切换模组12处于所述第二导通状态时，所述电流方向为：从所述第二电容单元1103经所述第二子端到所述第一子端。
这样，在切换模组12处于第一导通状态时，第二电容单元1103处于充电状态，且第三原边绕组1105上的能量可以耦合到变压器11的副边绕组111上并输出；在切换模组12处于第二导通状态时，第二电容单元1103处于放电状态，即第二电容单元1103释放的能量可以通过第二子端回流到第一子端。该方案通过切换模组12在第一导通状态和第二导通状态之间的交替切换，即实现功率输入模组处于谐振模式，对应的充电电路构成谐振拓扑，从而可以降低损耗，提高充电效率。换言之，该谐振模式可以理解为第二电容单元1103和第三原边绕组1105均接入电路(或者称为第二电容单元1103和第三原边绕组1105均处于工作状态)的模式。
其中，所述切换模组12处于所述第三导通状态时，所述电流方向为：从所述第一子端经所述第二原边绕组1104到所述第二子端。
这样，在切换模组12处于所述第三导通状态时，第二电容单元1103和第三原边绕组1105不接入电路，第二原边绕组1104的能量可以耦合到变压器11的副边绕组111上并输出，即实现功率输入模组处于反激模式，对应的充电电路构成反激拓扑，具有较好的输出电压调整的特性，从而可以获得较宽的电压输出。换言之，该反激模式可以理解为第二原边绕组1104(或者称为第二原边绕组1104处于工作状态)的模式。
可选地，作为一种实现方式：所述切换模组12具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；所述第一连接端与所述第一子端连接，所述第二连接端与所述第二子端连接，所述第三连接端与所述第二电容单元1103的第一端连接，所述第四连接端与所述第二原边绕组1104的第二端连接。
其中，所述切换模组12处于所述第一导通状态时，所述第一连接端和所述第三连接端导通；所述切换模组12处于所述第二导通状态时，所述第二连接端与所述第三连接端导通；所述切换模组12处于所述第三导通状态时，所述第二连接端与所述第四连接端导通。
可选地，切换模组12可以采用集成式的开关元件，通过控制开关元件的不同导通状态，实现其在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
可选地，作为另一种实现方式：如图4所示，所述切换模组K020包括：第一开关单元Q011、第二开关单元Q012和第三开关单元Q013；
所述第一开关单元Q011的第一端与所述第一子端IN1连接，所述第一开关单元Q012的第二端分别与所述第二开关单元Q012的第一端、所述第二电容单元C017的第一端连接，所述第二开关单元Q012的第二端与所述第二子端IN2连接，所述第三开关单元Q013的第一端与所述第二子端IN2连接，所述第三开关单元Q013的第二端与所述第二原边绕组NP018的第二端连接。
其中，所述切换模组K020处于所述第一导通状态时，所述第一开关单元Q011处于导通状态，所述第二开关单元Q012和所述第三开关单元Q013处于关断状态；所述切换模组K020处于所述第二导通状态时，所述第一开关单元Q011和所述第三开关单元Q013处于关断状态，所述第二开关单元Q012处于导通状态；所述切换模组K020处于所述第三导通状态时，所述第一开关单元Q011和所述第二开关单元Q012处于关断状态，所述第三开关单元Q013处于导通状态。
可选地，所述第一开关单元Q011、所述第二开关单元Q012和所述第三开关单元Q013均为开关管。
该实施例中，通过多个开关单元组合构成切换模组K020，并通过多个开关单元的组合开关状态实现切换模组K020可在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换，可以降低器件选择成本。
可选地，所述第一电容单元可以是与所述第一原边绕组构成谐振单元的一个电容元件或者多个电容元件或者具有电容特性的元件/组件等，本申请实施例不以此为限。
可选地，所述副边绕组NS119包括第一端、第二端和第三端；所述功率输出端OUT包括第三子端OUT1和第四子端OUT2。
所述充电器还包括开关模组K118，所述副边绕组NS119的第一端通过所述开关模组K118与所述第三子端OUT1连接，所述副边绕组NS119的第二端通过所述开关模组K118与所述第四子端OUT2连接，所述副边绕组NS119的第三端接地。
其中，所述开关模组K118可在第四导通状态和第五导通状态之间切换；在所述功率输出端对应的输出电压处于V1到V2的范围内时，所述开关模组K118处于所述第四导通状态，所述副边绕组NS119的第一端与所述第三子端导通，所述副边绕组NS119的第二端与所述第四子端导通，即在功率输入模组T021处于谐振模式时，与其构成谐振拓扑。
在所述功率输出端对应的输出电压处于V3到V4的范围内时，所述切换模组K118处于所述第五导通状态，所述副边绕组NS119的第一端与所述第三子端导通，即在功率输入模组T021处于反激模式时，与其构成反激拓扑。
可选地，所述开关模组K118包括：第四开关单元Q113、第五开关单元Q111和第六开关单元Q112。
所述副边绕组NS119的第一端通过所述第四开关单元Q113与所述第三子端OUT1连接；所述副边绕组NS119的第二端通过所述第五开关单元Q111、所述第六开关单元Q112与所述第四子端OUT2连接。
其中，所述开关模组K118处于所述第四导通状态时，所述第四开关单元Q113、所述第五开关单元Q111和所述第六开关单元Q112均处于导通状态；所述开关模组K118处于所述第五导通状态时，所述第四开关单元Q113处于导通状态，所述第五开关单元Q111和所述第六开关单元Q112处于关断状态。
可选地，所述充电器还可以包括：同步整流控制模块K114，所述同步整流控制模块K114与所述开关模组K118连接，用于控制所述开关模组K118在所述第四导通状态和所述第五导通状态之间切换；也即是所述同步整流控制模块K114与所述第四开关单元Q113、第五开关单元Q111和第六开关单元Q112分别连接，用于控制第四开关单元Q113、第五开关单元Q111和第六开关单元Q112的开关状态(如导通状态或关断状态)。
可选地，所述充电器还可以包括：功率控制模块K014，所述功率控制模块K014与所述切换模组K020连接。
所述功率控制模块K014用于控制所述切换模组K020在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
可选地，所述充电器还可以包括：第一充电接口(如图4中的USB端口K117)和协议控制模块K116。
所述第一充电接口与所述功率输出端OUT连接；所述协议控制模块K116分别与所述第一充电接口和所述功率控制模块K014连接。
在所述第一充电接口与用电设备的第二充电接口连接的情况下，所述协议控制模块K116可以与用电设备之间进行协议通信，以便于使得充电器调节输出电压/电流，如所述协议控制模块K116获取所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，并将所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，反馈至所述功率控制模块K014；所述功率控制模块K014根据所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，控制所述切换模组K020在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
以下采用充电器的输出电压范围为：V1～V3。如V1＝5V，V3＝20V，预设V2＝14V为变换阈值电压为例，进行说明：
充电器开机(或者称为上电)时，默认控制Q011、Q012、Q111、Q112处于关断状态，Q013和Q113处于导通状态。此时C017一个脚悬空，失去作用。变压器T016的一个绕组NP019(谐振绕组)一端接地，可以构成屏蔽绕组，对电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility，EMC)有很好的抑制作用。Q013、变压器T016和Q113组成反激拓扑，更加有利于宽电压的输出和电源应力要求，通过功率控制模块K014和同步整流控制模块K114控制开关管Q013和Q113工作在导通状态，充电器输出默认电压(如5V)。
当充电器接上用电设备(如手机终端)时，协议控制模块K116和用电设备进行通信。
其中，当用电设备需求的电压较低时(如5～14V)，充电器维持反激拓扑工作，以便宽低电压时的器件应力需求，以及解决谐振半桥拓扑不能兼顾宽输出电压范围的问题。此时，由于输出功率较小，即使效率略低一点，充电器的损耗也很小，发热不多。
其中，当用电设备需求的电压较高时(如14～20V)，充电器控制Q011、Q012、Q111、Q113处于导通状态，以及控制Q013处于断开状态，Q112处于导通状态。此时，Q011、Q012、C017、Q111、Q113组成谐振半桥LLC拓扑，该拓扑的特点是高效率，即使电流比较大，输出电压较高，输出PO较大，在高效的情况下，损耗降低。充电损耗变小，发热低。并且变压器T016的一个绕组NP018，一端接高压端，另外一端被开关管Q013开路，可以形成屏蔽绕组，有很好的EMC屏蔽效果。
该实施例中，通过切换模组和功率输入模组的设置，使得充电器有两种拓扑，可以在大功率的时候有很好的效率，同时使得充电器有宽的输出电压范围(如3～30V)，满足手机等用电设备的用电需求，并可以兼容电脑的用电需求，同时还可以使得变压器的设计更加简单，而且有很好的屏蔽效果。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的是本申请的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本申请所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电器，其特征在于，包括：
功率输入端和功率输出端；
切换模组和变压器，所述变压器的原边侧设有功率输入模组，所述功率输入模组通过所述切换模组与所述功率输入端连接；所述变压器的副边绕组与所述功率输出端连接；
其中，所述切换模组可在第一导通状态、第二导通状态和第三导通状态之间切换；在所述功率输出端对应的输出电压处于第一电压V1到第二电压V2的范围内时，所述切换模组在所述第一导通状态和所述第二导通状态之间切换，所述功率输入模组工作于谐振模式；在所述功率输出端对应的输出电压处于第三电压V3到第四电压V4的范围内时，所述切换模组处于所述第三导通状态，所述功率输入模组工作于反激模式；其中V1大于V3，V2大于V4。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述功率输入端包括第一子端和第二子端；所述功率输入模组包括：第一电容单元和第一原边绕组；
所述第一子端通过所述切换模组分别与所述第一电容单元的第一端、所述第一电容单元的第二端连接；所述第二子端通过所述切换模组与所述第一电容单元的第一端连接；所述第一原边绕组的第一端与所述第一电容单元的第二端连接，所述第一原边绕组的第二端与所述第二子端连接；
其中，所述切换模组处于所述第一导通状态时，所述第一子端和所述第二子端之间的电流方向为：从所述第一子端经所述第一电容单元、所述第一原边绕组到所述第二子端；在所述切换模组处于所述第二导通状态时，所述电流方向为：从所述第一电容单元经所述第二子端到所述第一子端；所述切换模组处于所述第三导通状态时，所述电流方向为：从所述第一子端经所述第一原边绕组到所述第二子端。
3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述切换模组包括：第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元；
所述第一开关单元的第一端与所述第一子端连接，所述第一开关单元的第二端分别与所述第二开关单元的第一端、所述第一电容单元的第一端连接，所述第二开关单元的第二端与所述第二子端连接，所述第三开关单元的第一端与所述第一子端连接，所述第三开关单元的第二端与所述第一电容单元的第二端连接；
其中，所述切换模组处于所述第一导通状态时，所述第一开关单元处于导通状态，所述第二开关单元和所述第三开关单元处于关断状态；所述切换模组处于所述第二导通状态时，所述第一开关单元和所述第三开关单元处于关断状态，所述第二开关单元处于导通状态；所述切换模组处于所述第三导通状态时，所述第一开关单元和所述第二开关单元处于关断状态，所述第三开关单元处于导通状态。
4.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述功率输入端包括第一子端和第二子端；所述功率输入模组包括：第二电容单元、第二原边绕组和第三原边绕组；
所述第一子端与所述第二原边绕组的第一端连接，以及通过所述切换模组与所述第二电容单元的第一端连接；所述第二子端与所述第三原边绕组的第一端连接，以及通过所述切换模组分别与所述第二电容单元的第一端、所述第二原边绕组的第二端连接；所述第三原边绕组的第二端与所述第二电容单元的第二端连接；
其中，所述切换模组处于所述第一导通状态时，所述第一子端和所述第二子端之间的电流方向为：从所述第一子端经所述第二电容单元、所述第三原边绕组到所述第二子端；在所述切换模组处于所述第二导通状态时，所述电流方向为：从所述第二电容单元经所述第二子端到所述第一子端；所述切换模组处于所述第三导通状态时，所述电流方向为：从所述第一子端经所述第二原边绕组到所述第二子端。
5.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述切换模组包括：第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元；
所述第一开关单元的第一端与所述第一子端连接，所述第一开关单元的第二端分别与所述第二开关单元的第一端、所述第二电容单元的第一端连接，所述第二开关单元的第二端与所述第二子端连接，所述第三开关单元的第一端与所述第二子端连接，所述第三开关单元的第二端与所述第二原边绕组的第二端连接；
其中，所述切换模组处于所述第一导通状态时，所述第一开关单元处于导通状态，所述第二开关单元和所述第三开关单元处于关断状态；所述切换模组处于所述第二导通状态时，所述第一开关单元和所述第三开关单元处于关断状态，所述第二开关单元处于导通状态；所述切换模组处于所述第三导通状态时，所述第一开关单元和所述第二开关单元处于关断状态，所述第三开关单元处于导通状态。
6.根据权利要求3或5所述的充电器，其特征在于，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元均为开关管。
7.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述副边绕组包括第一端、第二端和第三端；所述功率输出端包括第三子端和第四子端；
所述充电器还包括开关模组，所述副边绕组的第一端通过所述开关模组与所述第三子端连接，所述副边绕组的第二端通过所述开关模组与所述第四子端连接，所述副边绕组的第三端接地；
其中，所述开关模组可在第四导通状态和第五导通状态之间切换；在所述功率输出端对应的输出电压处于V1到V2的范围内时，所述开关模组处于所述第四导通状态，所述副边绕组的第一端与所述第三子端导通，所述副边绕组的第二端与所述第四子端导通；在所述功率输出端对应的输出电压处于V3到V4的范围内时，所述切换模组处于所述第五导通状态，所述副边绕组的第一端与所述第三子端导通。
8.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述开关模组包括：第四开关单元、第五开关单元和第六开关单元；
所述副边绕组的第一端通过所述第四开关单元与所述第三子端连接；所述副边绕组的第二端通过所述第五开关单元、所述第六开关单元与所述第四子端连接；
其中，所述开关模组处于所述第四导通状态时，所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述第六开关单元均处于导通状态；所述开关模组处于所述第五导通状态时，所述第四开关单元处于导通状态，所述第五开关单元和所述第六开关单元处于关断状态。
9.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，还包括：
功率控制模块，所述功率控制模块与所述切换模组连接；
所述功率控制模块用于控制所述切换模组在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
10.根据权利要求9所述的充电器，其特征在于，还包括：
第一充电接口，所述第一充电接口与所述功率输出端连接；
协议控制模块，所述协议控制模块分别与所述第一充电接口和所述功率控制模块连接；
在所述第一充电接口与用电设备的第二充电接口连接的情况下，所述协议控制模块获取所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，并将所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，反馈至所述功率控制模块；
所述功率控制模块根据所述用电设备反馈的需求所述功率输出端输出的电压，控制所述切换模组在所述第一导通状态、所述第二导通状态和所述第三导通状态之间切换。
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