CN117134593A - 开关电源、电源适配器、充电系统及充电方法 - Google Patents

开关电源、电源适配器、充电系统及充电方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种开关电源、电源适配器、充电系统及充电方法，可有效改善电源适配器EMC问题。该开关电源中，第一控制信号用于检测开关电源输出的电压和电流，并将电压和电流反馈至第二控制模块；第二控制模块用于根据电压和电流调整开关管的开关频率；频率检测模块用于检测开关频率，并将开关频率发送至调整模块；当检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同时，调整模块控制滤波器保持原有的开关频率对应的陷波频率；当检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同时，调整模块控制滤波器调整陷波频率，以使陷波频率与当前开关频率相对应的陷波频率相同，滤波器用于对当前的开关频率中的谐波进行滤波。

Description

开关电源、电源适配器、充电系统及充电方法
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种开关电源、电源适配器、充电系统及充电方法。
背景技术
随着科技的发展，终端的功能变得越来越强大。然而，终端的续航能力有限，因此，需要通过电源适配器不断的给终端充电来满足用户的需求。
现有的小型化且大功率的电源适配器，由于便于携带，且充电效率高，受到越来越多用户的青睐。
然而，大功率电源适配器内的开关电源的开关频率较大，进而带来电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种开关电源、电源适配器、充电系统及充电方法。可以自动检测开关频率并对三倍次开关频率以内的高频谐波进行抑制，有效改善电源适配器EMC问题。
第一方面，本申请实施例提供一种开关电源，该开关电源包括：第一控制模块、第二控制模块、开关管、频率检测模块、调整模块和滤波器；第一控制信号，与第二控制模块电连接，用于检测开关电源输出的电压和电流，并将检测到的电压和电流反馈至第二控制模块；第二控制模块，与开关管电连接，用于根据反馈的电压和电流调整开关管的开关频率；频率检测模块，与调整模块电连接，用于检测开关频率，并将开关频率发送至调整模块；调整模块，与滤波器电连接，用于根据开关频率生成调整信号；其中，根据所述频率检测模块检测到的开关频率生成调整信号包括：当检测到的开关频率满足第一条件时，生成第一调节信号至滤波器，第一条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同；当检测到的开关频率满足第二条件时，生成第二调整信号至所述滤波器，第二条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同；当滤波器接收到的信号为第一调整信号时，滤波器保持原有的开关频率对应的陷波频率，当滤波器接收到的信号为第二调整信号时，滤波器调整陷波频率，以使陷波频率与当前开关频率相对应的陷波频率相同，滤波器用于对当前的开关频率中的谐波进行滤波。
本申请实施例提供的开关电源，不仅可以滤除开关频率n倍次内的谐波以达到改善EMC的目的，且还可以根据实际工作需要适当地动态调整该滤波器的陷波频率，实现不同开关频率下滤波器陷波频率的自适应切换，有效抑制各开关频率范围的高次谐波，以减少各输出功率下的EMC问题，这对于解决开关电源高频EMC问题的意义重大。
需要说明的是，本方案适用于所有例如反激、正激、Buck等业界通用开关电源拓扑的输入滤波电路当中。
示例性的，每个开关频率对应一组陷波频率，其中，每组陷波频率包括n个陷波点，例如，n可以为2、3、4或5等。
示例性的，开关频率大于或等于150KHz。当然，开关电源23的开关频率并不限于此，即本申请实施例提供的开关电源不仅适用于高开关频率下的EMC改善，也适用于通用(频率小于150KHz)开关频率下的EMC改善。
示例性的，开关管例如包括氮化镓开关管，当然，开关管的类型并不限于此，开关管还可以为传统MOS开关管(如硅MOS开关管)，且该开关电源可兼容业界任意一种通用开关电源拓扑电路的使用。
根据第一方面，开关频率中的谐波包括开关频率三倍次内的谐波，这是因为经过研究发现，开关电源谐波的幅值(能量)主要集中在开关频率一倍频，二倍频和三倍频处，当谐波超过三倍频后，其幅值(能量)大大衰减，带来的EMC影响可以忽略不计，因此只需要滤除三倍次谐波即可。
故当仅对开关频率三倍次内的谐波进行滤除时，相比于对开关频率大于三倍次的谐波进行滤除时，滤波器的结构简单，且占用面积少以及成本低，由本领域技术人员可知，体积较小且成本降低的开关电源意义重大。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，滤波器包括三个滤波单元，三个滤波单元包括第一滤波单元、第二滤波单元和第三滤波单元；第一滤波单元用于滤除开关频率的一倍次的谐波；第二滤波单元用于滤除开关频率的二倍次的谐波；第三滤波单元用于滤除开关频率的三倍次的谐波。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，滤波器包括六个电感和三个可变电容单元，六个电感包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，三个可变电容单元包括第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元；第一滤波单元包括所述第一电感、所述第二电感和所述第一可变电容单元；第二滤波单元包括第三电感、第四电感和第二可变电容单元；第三滤波单元包括第五电感、第六电感和第三可变电容单元；第一电感的第二端与第三电感的第一端电连接，第三电感的第二端与第五电感的第一端电连接；第二电感和第一可变电容单元串联，且第二电感的第一端与第一电感电连接，第二电感的第二端与第一可变电容单元的第一端电连接，第一可变电容单元的第二端接地设置；第四电感和第二可变电容单元串联，且第四电感的第一端分别与第三电感的第二端和第五电感的第一端电连接，第四电感的第二端与第二可变电容单元的第一端电连接，第二可变电容单元的第二端接地设置；第六电感和第三可变电容单元串联，且第六电感的第一端与第五电感的第二端电连接，第六电感的第二端与第三可变电容单元的第一端电连接，第三可变电容单元的第二端接地设置；当滤波器接收到的信号为第一调整信号时，第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元的容值不变，当滤波器接收到的信号为第二调整信号时，第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元的容值改变，以调整陷波频率。
滤波器虽然包括多个电感和多个可变电容单元，但由于待滤波信号频率越高，所需滤波器的电感量越小。因此，在滤除高频谐波时，上述电感的设计尺寸会越小，同时，在滤除低频谐波时，可以复用传统π型滤波的差模电感，即相比于传统π型滤波器，本申请的滤波器在满足同等功能下，尺寸并未大幅增加，有利于电源适配器的小型化设计，满足电源适配器的小型化需求。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，第二电感的第一端与第一电感的第一端电连接；或者，第二电感的第一端分别与第一电感的第二端和第三电感的第一端电连接。这样，第二电感和第一可变电容单元位置可以灵活设置。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，当第二电感的第一端与第一电感的第一端电连接时，第一电感和第三电感合并为一个电感，以简化电连接关系。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，滤波器包括三个电感和三个可变电容单元，三个电感包括第一电感、第二电感和第三电感，三个可变电容单元包括第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元；第一滤波单元包括第一电感和所述第一可变电容单元；第二滤波单元包括第二电感和第二可变电容单元；第三滤波单元包第三电感和第三可变电容单元；第一电感、第二电感和第三电感串联，且第一可变电容单元与第一电感并联，第二可变电容单元与第二电感并联，第三可变电容单元与第三电感并联；当滤波器接收到的信号为第一调整信号时，第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元的容值不变，当滤波器接收到的信号为第二调整信号时，第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元的容值改变，以调整陷波频率。
滤波器虽然包括多个电感和多个可变电容单元，但由于待滤波信号频率越高，所需滤波器的电感量越小。因此，在滤除高频谐波时，所以上述电感的设计尺寸会越小，即相比于传统π型滤波器，本申请的滤波器在满足同等功能下，尺寸并未大幅增加，有利于电源适配器的小型化设计，满足电源适配器的小型化需求。。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，滤波器还包括高频滤波电感和滤波电容，高频滤波电感的第一端与第三电感电连接，高频滤波电感的第二端与滤波电容的第一极电连接，滤波电容的第二极接地设置。
高频滤波电感和输出电容组成低通滤波器，高频滤波电感主要对输出电流中含有的大于n倍开关频率的谐波电流进行衰减，滤波电容主要滤除输出电流中含有的各次谐波分量，进一步增强谐波衰减能力。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，滤波器包括有源滤波器，有源滤波器包括第一滤波单元、第二滤波单元和所述第三滤波单元；每个滤波单元均包括有源低通滤波子单元和有源高通滤波子单元；所述第一滤波单元的有源低通滤波子单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一可变电容单元和第一运算放大器，所述第一滤波单元的有源高通滤波子单元包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二可变电容单元和第二运算放大器；第二滤波单元的有源低通滤波子单元包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三可变电容单元和第三运算放大器，第二滤波单元的有源高通滤波子单元包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第四可变电容单元和第四运算放大器；第三滤波单元的有源低通滤波子单元包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第五可变电容单元和第五运算放大器，所述第三滤波单元的有源高通滤波子单元包括第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第六可变电容单元和第六运算放大器；当滤波器接收到的信号为第一调整信号时，第一可变电容单元、第二可变电容单元、第三可变电容单元、第四可变电容单元、第五可变电容单元和第六可变电容单元的容值不变，当滤波器接收到的信号为第二调整信号时，第一可变电容单元和/或第二可变电容单元的容值改变，第三可变电容单元和/或第四可变电容单元的容值改变，以及，第五可变电容单元和/或第六可变电容单元的容值改变，以调整陷波频率。
本申请实施例的有源滤波器体积小，这样，使得包括该有源滤波器的开关电源占用PCB的区域较小，当包括该有源滤波器的开关电源应用于电子设备时，有利于电子设备的小型化设计。进一步地，用于组成有源滤波器的运算放大器可以集成在芯片(如第二控制模块)中，且外围电路不需要电感，利于减小电路的尺寸。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，第一电阻的第一端与第二可变电容单元的第一极电连接，第一电阻的第二端分别与第一可变电容单元的第一极和第一运算放大器的正向输入端电连接，所述第一可变电容单元的第二极接地设置，第一运算放大器的反向输入端分别与第二电阻的第二端和第三电阻的第一端电连接，第一运算放大器的输出端分别与第二电阻的第一端和第四电阻的第一端电连接，第三电阻的第二端接地设置，第四电阻的第二端分别与第八电阻的第二端和第二滤波单元电连接，第二可变电容单元的第二极分别与第五电阻的第一端和第二运算放大器的正向输入端电连接，第五电阻的第二端接地设置，第二运算放大器的反向输入端分别与第六电阻的第二端和第七电阻的第一端电连接，第二运算放大器的输出端分别与第六电阻的第一端和第八电阻的第一端电连接，第七电阻的第二端接地设置；第九电阻的第一端和第四可变电容单元的第一极均与第一滤波单元电连接，第九电阻的第二端分别与第三可变电容单元的第一极和第三运算放大器的正向输入端电连接，第三可变电容单元的第二极接地设置，第三运算放大器的反向输入端分别与第十电阻的第二端和第十一电阻的第一端电连接，第三运算放大器的输出端分别与第十电阻的第一端和第十二电阻的第一端电连接，第十一电阻的第二端接地设置，第十二电阻的第二端和第十六电阻的第二端均与第三滤波单元电连接，第四可变电容单元的第二极分别与第十三电阻的第一端和所述第四运算放大器的正向输入端电连接，第十三电阻的第二端接地设置，所述第四运算放大器的反向输入端分别与所述第十四电阻的第二端和第十五电阻的第一端电连接，第四运算放大器的输出端分别与第十六电阻的第一端和第十四电阻的第一端电连接，第十五电阻的第二端接地设置；第十七电阻的第一端和第六可变电容单元的第一端均与第二滤波单元电连接，第十七电阻的第二端分别与第五可变电容单元的第一极和第五运算放大器的正向输入端电连接，第五可变电容单元的第二极接地设置，第五运算放大器的反向输入端分别与第十八电阻的第二端和第十九电阻的第一端电连接，第五运算放大器的输出端分别与所述第二十电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端电连接，所述第十九电阻的第二端接地设置，第二十电阻的第二端和第二十四电阻的第二端电连接，第六可变电容单元的第二极分别与第二十一电阻的第一端和第六运算放大器的正向输入端电连接，第二十一电阻的第二端接地设置，第六运算放大器的反向输入端分别与第二十二电阻的第二端和第二十三电阻的第一端电连接，第六运算放大器的输出端分别与第二十四电阻的第一端和第二十二电阻的第一端电连接，第二十三电阻的第二端接地设置。即各滤波单元的连接关系相同。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，滤波器还包括反馈单元，用于将第一滤波单元、第二滤波单元和第三滤波单元的滤波结果反馈至调整模块；调整模块还用于根据滤波结果确定当前的陷波频率是否可以滤除当前开关频率三倍次内的谐波；当未滤除当前开关频率三倍次内的谐波时，继续发送第二调整信号至滤波器，以进一步保证滤波效果。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，可变电容单元包括可变电容等。当然，可变电容单元并不限于可变电容，只要容值可变的器件均在本申请的保护范围内。
第二方面，本申请实施例提供一种电源适配器，包括上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的开关电源，开关电源还包括输出接口，通过输出接口向待充电设备充电。
根据第二方面，待充电设备可以为笔记本电脑、也可以为智能手机，还可以为平板电脑。
第二方面以及第二方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第二方面以及第二方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
第三方面，本申请实施例提供一种充电方法，应用于上述第二方面以及第二方面的任意一种实现方式所对应的电源适配器中，电源适配器用于对待充电设备进行充电；所述充电方法包括：第一控制模块接收待充电设备上报的所需充电的电压和电流，且检测输出接口处的电压和电流；当输出接口处的电压和电流和所需充电的电压和电流相同时，反馈第一反馈信号至第二控制模块，当输出接口处的电压和电流和所需充电的电压和电流不同时，第一控制模块反馈第二反馈信号至第二控制模块；当接收到第一反馈信号时，第二控制模块控制开关管保持原有的开关频率，当接收到第二反馈信号时，第二控制模块调节开关管的开关频率，以使输出接口输出的电压和电流为待充电设备所需要的电压和电流；频率检测模块检测所述开关频率，并将检测到的所述开关频率发送至调整模块；调整模块根据检测到的所述开关频率生成调整信号至所述滤波器。调整模块根据检测到的所述开关频率生成调整信号包括：当检测到的开关频率满足第一条件时，生成第一调整信号至滤波器，其中，第一条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同；当检测到的开关频率满足第二条件时，生成第二调整信号至滤波器，其中，第二条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同；滤波器对所述开关频率中的谐波进行滤波，其中，当所述滤波器接收到的信号为第一调整信号时，所述滤波器保持原有的开关频率对应的陷波频率；当所述滤波器接收到的信号为第二调整信号时，所述滤波器调整陷波频率，以使所述陷波频率与当前开关频率相对应的陷波频率相同；重复执行所述第一控制模块接收待充电设备上报的所需充电的电压和电流，且检测输出接口处的电压和电流的步骤。
这样，不仅可以滤除开关频率n倍次内的谐波以达到改善EMC的目的，且还可以根据实际工作需要适当地动态调整该滤波器的陷波频率，实现不同开关频率下滤波器陷波频率的自适应切换，有效抑制各开关频率范围的高次谐波，以减少各输出功率下的EMC问题。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行第三方面以及第三方面中任意一项的充电方法。
第四方面以及第四方面的任意一种实现方式分别与第三方面以及第三方面的任意一种实现方式相对应。第四方面以及第四方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第三方面以及第三方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，当计算机程序被运行时，使得计算机执行如第三方面或第三方面中任意一项的充电方法。
第五方面以及第五方面的任意一种实现方式分别与第三方面以及第三方面的任意一种实现方式相对应。第五方面以及第五方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第三方面以及第三方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
第六方面，本申请提供了一种芯片，该芯片包括处理电路、收发管脚。其中，该收发管脚和该处理电路通过内部连接通路互相通信，该处理电路执行如第三方面或第三方面中任意一项的充电方法，以控制接收管脚接收信号，以控制发送管脚发送信号。
第六方面以及第六方面的任意一种实现方式分别与第三方面以及第三方面的任意一种实现方式相对应。第六方面以及第六方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第三方面以及第三方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
第七方面，本申请还提供了一种充电系统。该充电系统包括第一电子设备和第二电子设备。其中，第一电子设备为上述第二方面以及第二方面的任意一种实现方式所对应的电源适配器，在执行如第三方面或第三方面中任意一项的充电方法时，向第二电子设备进行充电。
示例性的，第二电子设备为笔记本电脑、智能手机或平板电脑。
第七方面以及第七方面的任意一种实现方式分别与第二方面以及第二方面的任意一种实现方式相对应，或者与第三方面以及第三方面的任意一种实现方式相对应。第七方面以及第七方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第二方面以及第二方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，以及上述第三方面以及第三方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种充电系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电源适配器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种开关电源的电路图；
图4为本申请实施例提供的当滤波器具有三个频率陷波点时频率响应结果；
图5为本申请实施例提供的一种滤波器的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种充电方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。
根据EMC相关法规，EMC测试中传导辐射(Conducted Emission，CE)的频带要求为150KHz-30MHz。传统的开关电源的开关频率一般低于CE频率的下限，因此，一般不需要设计特定且复杂的滤波器进行EMC的改善，而小型化大功率的电源适配器(如氮化镓电源适配器)的开关频率往往超越CE频率的下限，带来的电磁兼容(Electro MagneticCompatibility，EMC)影响不可忽略，存在EMC难度陡增等问题，即无法满足EMC相关法规的要求，故需要对开关频率的一倍频、二倍频和三倍频等进行滤波抑制以改善器件的EMC问题。
传统的π型滤波拓扑在低频段通过电感和电容发挥低通滤波器的作用，然而到了高频段，由于电感会表现为电容，电容会表现为电感，从而使得π型滤波器变为高通滤波器，无法获得噪声消除的效果。
基于此，本申请实施例提供一种开关电源、电源适配器和充电系统，该开关电源包括反激变压器、频率检测模块、调整模块和具有三个频率陷波点的滤波器等。滤波器对电源适配器开关频率三倍次内的高频谐波进行滤波，以产生输出信号至反激变压器，频率检测模块自动检测开关频率，并将检测到的开关频率发送至调整模块，调整模块根据自动检测的开关频率与滤波器陷波频率对比，产生调整信号至该滤波器，以使滤波器根据该调整信号，动态调整其陷波频率。即本申请实施例提供的开关电源不仅可以滤除开关频率三倍次内的谐波以达到改善EMC的目的，且还可以根据实际工作需要适当地动态调整该滤波器的陷波频率，实现不同开关频率下滤波器陷波频率的自适应切换，有效抑制各开关频率范围的高次谐波，以减少各输出功率下的EMC问题。
本申请实施例提供的开关电源可以应用于电源适配器、车载电源等可以为待充电设备进行充电的电子设备(也称为第一电子设备)中，待充电设备可以是笔记本电脑、手机、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)、车载电脑、电视、智能穿戴式设备(例如智能手表等)、媒体播放机、智能家居设备等需要进行充电或供电才可工作的电子设备(也称为第二电子设备)，其中，充电系统包括上述第一电子设备和第二电子设备。需要说明的是，本申请实施例对上述第一电子设备和第二电子设备的具体形式不作特殊限定。以下为了方便说明，下述内容以第一电子设备为电源适配器、第二电子设备为手机为例进行说明。
下面结合场景对本申请实施例提供的开关电源的具体结构进行介绍。下述场景不构成对本申请的限定。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种充电系统的结构示意图。如图1所示，充电系统1包括电源适配器2和手机3，市电输出至电源适配器2，电源适配器2将市电较高的电源转换为符合手机3充电或供电标准的较低电压，以为手机3进行充电或供电。
参见图2，图2为本申请实施例提供的一种电源适配器的结构示意图。如图2所示，电源适配器2包括外壳21、位于外壳21内的印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)22以及设置于PCB 22上的开关电源23等。外壳21对其内的结构(如PCB 22和开关电源23等)进行保护，PCB 22实现开关电源23各器件之间的电连接。电源适配器2内的开关电源23将市电较高的电源转换为符合手机3充电或供电标准的较低电压，以为手机3进行充电或供电。
参见图3，图3为本申请实施例提供的一种开关电源的电路图。如图3所示，开关电源23包括输入防护模块231、滤波器232、反激变压器233、同步整流输出模块234、输出接口235、反馈模块236、第二控制模块237、第一控制模块238、开关管239、调整模块2310和频率检测模块2311。
当市电输入至电源适配器2时，电源适配器2内的输入防护模块231对电源适配器2进行保护，防止雷击或浪涌电流对电源适配器2造成损坏。经过输入防护模块231处理后的充电信号经过滤波器232滤波(具体滤波过程下述内容将具体介绍，此处不再赘述)后到达反激变压器233，反激变压器233将滤波后的信号转换为低压信号，再配合同步整流输出模块234和第一控制模块238，输出低压直流信号至输出接口235。
电源适配器2通过输出接口235与手机3电连接，通过输出接口235将开关电源23转换的且符合手机3充电或供电标准的低压直流信号传输至手机3，以为手机3充电或供电。示例性的，输出接口235例如可以为USB Type-C接口(USB协会定义的C类USB接口)。USB Type-C接口可以采用USB 2.0协议、USB 3.0协议或USB 3.1协议等USB任一传输协议，支持USB标准的充电、数据传输、显示输出等功能。其中，USB Type-C接口不区分正反面，是一种支持双面插入的接口。当然，输出接口235的类型并不限于此，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。
第一控制模块238分别与输出接口235和反馈模块236电连接，反馈模块236与第二控制模块237电连接，第一控制模块238用于检测输出接口235处的电压和电流，并通过反馈模块236反馈至第二控制模块237。示例性的，第一控制模块238例如包括协议控制芯片，如为PD(Power Delivery，供电)协议控制芯片。示例性的，反馈模块236例如包括光耦等。
第二控制模块237分别与开关管239和输入防护模块231电连接，第二控制模块237用于根据输出接口235处的电压和电流调整开关管239的开关频率，具体的，用于调节开关的占空比，从而调节反激变压器233输出的电压和电流，达到所需的大小，即达到手机3所需的充电功率。示例性的，第二控制模块237例如包括脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)控制芯片，PWM控制芯片价格低，且能够进行精确的占空比控制。开关管239例如包括氮化镓(GaN)MOS，GaN晶体管具有优异的高频(例如大于或等于150KHz)性能，有利于提升电源适配器2的充电功率。当然，开关管239的类型并不限于此，在其他可选实施例中，开关管239例如还包括传统的MOS(如Si MOS)、Cool MOS等。
频率检测模块2311分别与开关管239和调整模块2310电连接，用于自动检测开关管239的开关频率，并将检测到的开关频率发送至调整模块2310。示例性的，频率检测模块2311例如可以包括任意可以采集到开关频率的芯片。需要说明的是，频率检测模块2311可以在开关电源23电路任意一处检测开关频率。
调整模块2310与滤波器232电连接，用于将检测到的开关频率与当前陷波频率做比较，基于比较结果生成调整信号至滤波器232。具体的，调整模块2310内存储有开关频率与陷波频率之间的对应关系，即一开关频率对应一组陷波频率，其中，每组陷波频率包括n个陷波点，即当检测到的开关频率满足第一条件时，生成第一调整信号至滤波器232，其中，第一条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同；当检测到的开关频率满足第二条件时，生成第二调整信号至滤波器232，其中，第二条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同。
需要说明的是，上述频率检测模块2311和调制模块2310可以单独设置，也可以集成在一起，还可以均集成在第一控制模块238中，本申请实施例对此不作限定。上述示例是以频率检测模块2311和调制模块2310单独设置为例进行的说明。
滤波器232根据第一调整信号或第二调整信号形成与开关频率相对应的陷波点(开关频率n倍次内的谐波，其中，n为正整数)进行滤波。具体的，当滤波器232接收到的信号为第一调整信号时，滤波器232保持原有的开关频率对应的陷波点，以使此时的陷波点与此时的开关频率对应，即此时的陷波点可以对此时的开关频率中的谐波进行滤波；当滤波器232接收到的信号为第二调整信号时，滤波器232调整陷波点，形成与当前开关频率相对应的陷波点进行滤波。换言之，滤波器232根据调整模块2310发送的调整信号，动态调整其陷波频率，以使当前的陷波频率可以滤除开关频率n倍次内的谐波，实现不同开关频率下滤波器陷波频率的自适应切换，有效抑制各开关频率范围的高次谐波，以减少各输出功率下的EMC问题。
上述滤波器232主要针对的是开关频率三倍次内的谐波，即滤波器232主要是滤除开关频率三倍次内的谐波，以达到改善EMC的目的。
这是因为，根据傅里叶变换原理，周期为T的任意连续信号都可以分解为基波分量(直流分量)和倍频谐波分量(引起EMC问题的主要原因)的余弦函数叠加形式。如公式(1)所示，幅值为A、周期为T、占空比为D的PWM信号u(t)的傅里叶变换形式，根据公式(1)可推导出在不同开关频率倍数次的电压幅值。
其中，U0是PWM方波的直流分量；ωsw为开关频率的角频率；An为n次谐波的幅值，满足公式(2)，其中，n为正整数；φn为n次谐波的相角，满足公式(3)。
由公式(1)和公式(2)可以看出，PWM方波的谐波幅值(能量)主要集中在开关频率一倍频fsw，二倍频2fsw(两倍的开关频率)和三倍频3fsw(三倍的开关频率)处，随着谐波次数的增加，幅值越来越小，因为式(2)中，An的幅值随着n的增加而减小，这样，当n大于或等于4时，对EMC的影响相比于三倍次内的谐波可以忽略不计。因此，本申请实施例中的滤波器232主要滤除的是开关频率三倍次内的谐波，以达到改善EMC的目的。当然，滤波器232并不限于滤除开关频率三倍次内的谐波。
参见图4，图4为本申请实施例提供的当滤波器具有三个频率陷波点时频率响应结果，其中，横坐标为频率，单位为KHz，纵坐标为幅值，单位为dB。由图4可知，滤波器232在fsw、2fsw、3fsw三个频率点的信号有良好的衰减作用，即能滤除这三个频率点的噪声信号。且当开关频率发生改变时，滤波器232可以根据调整模块2310的控制动态调整其陷波频率，以使当前的陷波频率发生改变，进而可以滤除此时开关频率三倍次内的谐波，实现不同开关频率下滤波器陷波频率的自适应切换。即图4中的fsw、2fsw、3fsw三个频率点的位置并不是固定的，而是随着调整模块2310的控制而发生改变。
需要说明的是，上述示例是以开关频率大于或等于150KHz为例进行的说明，但是本申请实施例提供的开关电源23的开关频率并不限于此，即本申请实施例提供的开关电源23不仅适用于高开关频率下的EMC改善，也适用于通用(频率小于150KHz)开关频率下的EMC改善。
继续参见图3，在一些实施例中，开关电源23还包括功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)模块2312，位于输入防护模块231和滤波器232之间，且与第二控制模块237电连接，PFC模块2312用于提升功率因数，以提升输出功率，进而提升充电效率。
PFC模块2312的具体结构本申请实施例不作限定，PFC模块2312例如可以为本领域任意一种通用PFC电路拓扑的电路，具体原理可以参见已有技术，本申请实施例不再赘述。
需要说明的是，下述示例均以开关电源23包括PFC模块2312为例进行的说明。
对于滤波器232的具体结构，本申请实施例对滤波器232的具体结构不作限定，只要可以滤除三个限波点即可。
在一些可能的实现方式中，参见图5，图5为本申请实施例提供的一种滤波器的结构示意图。如图5所示，滤波器232包括六个电感L和三个可变电容单元C，六个电感L分别包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6，三个可变电容单元C分别包括第一可变电容单元C1、第二可变电容单元C2和第三可变电容单元C3。第一电感L1、第三电感L3和第五电感L5串联。第二电感L2和第一可变电容单元C1串联，且第二电感L2的第一端分别与第一电感L1的第二端和第三电感L3的第一端电连接，第二电感L2的第二端与第一可变电容单元C1的第一端电连接，第一可变电容单元C1的第二端接地设置。第四电感L4和第二可变电容单元C2串联，且第四电感L4的第一端分别与第三电感L3的第二端和第五电感L5的第一端电连接，第四电感L4的第二端与第二可变电容单元C2的第一端电连接，第二可变电容单元C2的第二端接地设置。第六电感L6和第三可变电容单元C3串联，且第六电感L6的第一端与第五电感L5的第二端电连接，第六电感L6的第二端与第三可变电容单元C3的第一端电连接，第三可变电容单元C3的第二端接地设置。第一电感L1的第一端与PFC模块2312电连接，第五电感L5的第二端与变压器233电连接。
上述六个电感L和三个可变电容单元C组成三个滤波单元2321，三个滤波单元2321分别为第一滤波单元2321a、第二滤波单元2321b和第三滤波单元2321c。其中，第一电感L1、第二电感L2和第一可变电容单元C1组成的第一滤波单元2321a可以滤除fsw频率点的噪声信号。第三电感L3、第四电感L4和第二可变电容单元C2组成的第二滤波单元2321b可以滤除2fsw频率点的噪声信号。第五电感L5、第六电感L6和第三可变电容单元C3组成的第三滤波单元2321c可以滤除3fsw频率点的噪声信号，即三个滤波单元2321达到滤除fsw频率点、2fsw频率点以及3fsw频率点的噪声信号的目的。
由前述内容可知，当滤波器232接收到的信号为第二调整信号时，滤波器232调整陷波点，形成与当前开关频率相对应的陷波点进行滤波，其中，滤波器232调整陷波点具体为，调节第一可变电容单元C1、第二可变电容单元C2和第三可变电容单元C3的电容值，进而改变第一电感L1、第二电感L2和第一可变电容单元C1组成的第一滤波单元2321a的陷波频率、第三电感L3、第四电感L4和第二可变电容单元C2组成的第二滤波单元2321b的陷波频率以及第五电感L5、第六电感L6和第三可变电容单元C3组成的第三滤波单元2321c的陷波频率，以使当前的陷波频率可以滤除当前开关频率三倍次内的谐波。
对于可变电容单元的类型，本申请实施例对可变电容单元的类型不作限定，只要可以通过调节该单元达到调节电容值的目的即可。示例性的，可变电容单元C例如可以包括可变电容等电容值可变的器件。
又一些可能的实现方式中，参见图6，图6为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图。如图6所示，与上述示例不同的是，第一滤波单元2321a中的第二电感L2与第一电感L1的第一端电连接。
进一步的，为了简化电连接关系，参见图7，图7为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图。如图7所示，第一电感L1和第三电感L3合并为一个电感，即通过一个大电感L1+3代替两个电感(即第一电感L1和第三电感L3)，且该大电感L1+3与第一电感L1和第三电感L3的作用相同。
本申请实施例提供的滤波器232调整陷波点的具体方式与上述示例相同，具体可以参见上述示例，此处不再赘述。
可变电容单元的类型也与上述示例相同，具体可以参见上述示例，此处不再赘述。
又一些可能的实现方式中，参见图8，图8为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图。如图8所示，滤波器232包括三个电感L和三个可变电容单元C，三个电感L分别包括第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3，三个可变电容单元C分别包括第一可变电容单元C1、第二可变电容单元C2和第三可变电容单元C3。第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3串联，且第一可变电容单元C1与第一电感L1并联，第二可变电容单元C2与第二电感L2并联，第三可变电容单元C3与第三电感L3并联。第一电感L1的第一端与PFC模块2312电连接，第三电感L3的第二端与变压器233电连接。
上述三个电感L和三个可变电容单元C组成三个滤波单元2321，三个滤波单元2321分别为第一滤波单元2321a、第二滤波单元2321b和第三滤波单元2321c，其中，第一电感L1与第一可变电容单元C1组成第一滤波单元2321a，第二电感L2与第二可变电容单元C2组成第二滤波单元2321b，第三电感L3与第三可变电容单元C3组成第三滤波单元2321c，第一滤波单元2321a、第二滤波单元2321b和第三滤波单元2321c形成多个谐振支路，进而组成多级陷波支路，多级陷波支路用于滤除输入电流(经过PFC模块2312处理后的充电信号中的电流信号)中含有的开关频率及其三倍开关频率的谐波电流，进而达到滤除fsw频率点、2fsw频率点以及3fsw频率点的噪声信号的目的。
本申请实施例提供的滤波器232调整陷波点的具体方式与上述示例相同，即调节第一可变电容单元C1、第二可变电容单元C2和第三可变电容单元C3的电容值，进而改变第一滤波单元2321a的陷波频率、第二滤波单元2321b的陷波频率以及第三滤波单元2321c的陷波频率，以使当前的陷波频率可以滤除当前开关频率三倍次内的谐波，具体可以参见上述示例，此处不再赘述。
对于可变电容单元的类型，本申请实施例对可变电容单元的类型不作限定，只要可以通过调节该单元达到调节电容值的目的即可。示例性的，可变电容单元C例如可以包括可变电容或开关电容等电容值可变的器件。
在一些实施例中，继续参见图8，滤波器232还包括高频滤波电感Lf和滤波电容Cf，高频滤波电感Lf的第一端与第三电感L3电连接，高频滤波电感Lf的第二端与滤波电容Cf的第一极分别与变压器233电连接，滤波电容Cf的第二极接地设置。
具体的，高频滤波电感Lf和输出电容Cf组成低通滤波器，高频滤波电感Lf主要对输出电流中含有的大于n倍开关频率的谐波电流进行衰减，滤波电容Cf主要滤除输出电流中含有的各次谐波分量，增强谐波衰减能力。
又一些可能的实现方式中，参见图9，图9为本申请实施例提供的又一种滤波器的结构示意图。如图9所示，与上述各示例不同的是，本示例中的滤波器232为有源滤波器232，即有源滤波器232替代L(电感)C(电容)组成的无源滤波器232。具体的，有源滤波器232包括三个滤波单元2321，三个滤波单元2321分别为第一滤波单元2321a、第二滤波单元2321b和第三滤波单元2321c。
每个滤波单元2321均包括有源低通滤波子单元23211和有源高通滤波子单元23212。第一滤波单元2321a的有源低通滤波子单元23211包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一可变电容单元C1和第一运算放大器P1，第一滤波单元2321a的有源高通滤波子单元23212包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二可变电容单元C2和第二运算放大器P2。第二滤波单元2321b的有源低通滤波子单元23211包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三可变电容单元C3和第三运算放大器P3，第二滤波单元2321b的有源高通滤波子单元23212包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第四可变电容单元C4和第四运算放大器P4。第三滤波单元2321c的有源低通滤波子单元23211包括第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第五可变电容单元C5和第五运算放大器P5，第三滤波单元2321c的有源高通滤波子单元23212包括第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第六可变电容单元C6和第六运算放大器P6。
其中，第一电阻R1的第一端与PFC模块2312电连接，第一电阻R1的第二端分别与第一可变电容单元C1的第一极和第一运算放大器P1的正向输入端电连接，第一可变电容单元C1的第二极接地设置，第一运算放大器P1的反向输入端分别与第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第一端电连接，第一运算放大器P1的输出端分别与第二电阻R2的第一端和第四电阻R4的第一端电连接，第三电阻R3的第二端接地设置，第四电阻R4的第二端分别与第八电阻R8的第二端和第二滤波单元2321b电连接，第二可变电容单元C2的第一极与PFC模块2312电连接，第二可变电容单元C2的第二极分别与第五电阻R5的第一端和第二运算放大器P2的正向输入端电连接，第五电阻R5的第二端接地设置，第二运算放大器P2的反向输入端分别与第六电阻R6的第二端和第七电阻R7的第一端电连接，第二运算放大器P2的输出端分别与第六电阻R6的第一端和第八电阻R8的第一端电连接，第七电阻R7的第二端接地设置。
第九电阻R9的第一端和第四可变电容单元C4的第一极均与第一滤波单元2321a电连接，第九电阻R9的第二端分别与第三可变电容单元C3的第一极和第三运算放大器P1的正向输入端电连接，第三可变电容单元C3的第二极接地设置，第三运算放大器P3的反向输入端分别与第十电阻R10的第二端和第十一电阻R11的第一端电连接，第三运算放大器P3的输出端分别与第十电阻R10的第一端和第十二电阻R12的第一端电连接，第十一电阻R11的第二端接地设置，第十二电阻R12的第二端和第十六电阻R16的第二端均与第三滤波单元2321c电连接，第四可变电容单元C4的第二极分别与第十三电阻R13的第一端和第四运算放大器P4的正向输入端电连接，第十三电阻R13的第二端接地设置，第四运算放大器P4的反向输入端分别与第十四电阻R14的第二端和第十五电阻R15的第一端电连接，第四运算放大器P4的输出端分别与第十六电阻R16的第一端和第十四电阻R14的第一端电连接，第十五电阻R15的第二端接地设置。
第十七电阻R17的第一端和第六可变电容单元C6的第一端均与第二滤波单元2321b电连接，第十七电阻R17的第二端分别与第五可变电容单元C5的第一极和第五运算放大器P5的正向输入端电连接，第五可变电容单元C5的第二极接地设置，第五运算放大器P5的反向输入端分别与第十八电阻R18的第二端和第十九电阻R19的第一端电连接，第五运算放大器P5的输出端分别与第二十电阻R20的第一端和第十八电阻R18的第一端电连接，第十九电阻R19的第二端接地设置，第二十电阻R20的第二端和第二十四电阻R24的第二端均与变压器233电连接，第六可变电容单元C6的第二极分别与第二十一电阻R21的第一端和第六运算放大器P6的正向输入端电连接，第二十一电阻R21的第二端接地设置，第六运算放大器P6的反向输入端分别与第二十二电阻R22的第二端和第二十三电阻R23的第一端电连接，第六运算放大器P6的输出端分别与第二十四电阻R24的第一端和第二十二电阻R22的第一端电连接，第二十三电阻R23的第二端接地设置。
第一滤波单元2321a可以滤除fsw频率点的噪声信号。第二滤波单元2321b可以滤除2fsw频率点的噪声信号。第三滤波单元2321c可以滤除3fsw频率点的噪声信号。
由前述内容可知，当滤波器232接收到的信号为第二调整信号时，滤波器232调整陷波点，形成与当前开关频率相对应的陷波点进行滤波，其中，滤波器232调整陷波点具体为，调节第一滤波单元2321a中的第一可变电容单元C1和/或第二可变电容单元C2的电容值，第二滤波单元2321b中的第三可变电容单元C3和/或第四可变电容单元C4的电容值，以及，第三滤波单元2321c中的第五可变电容单元C5和/或第六可变电容单元C6的电容值，进而改变第一滤波单元2321a、第二滤波单元2321b和第三滤波单元2321c的陷波频率，以使当前的陷波频率可以滤除当前开关频率三倍次内的谐波。
对于可变电容单元的类型，本申请实施例对可变电容单元的类型不作限定，只要可以通过调节该单元达到调节电容值的目的即可。示例性的，可变电容单元C例如可以包括可变电容等电容值可变的器件。
在一些实施例中，继续参见图9，滤波器232还包括反馈单元23214，用于将第一滤波单元2321a、第二滤波单元2321b和第三滤波单元2321c的滤波结果反馈至调整模块2310，调整模块2310根据滤波结果确定当前的陷波频率是否可以滤除当前开关频率三倍次内的谐波(如果不可以，则继续调整第二调整信号，如果可以，则继续保持第一调整信号)，避免虽然进行了滤波，但是滤除效果不理想的情况，可以进一步保证滤波效果。
示例性的，反馈单元23214包括第二十五电阻R25、第二十六电阻R26和第七运算放大器P7，第七运算放大器P7的正向输入端分别与第二十电阻R20的第二端和第二十四电阻R24的第二端电连接，第七运算放大器P7的反向输入端与第二十五电阻R25的第二端以及第二十六电阻R26的第一端电连接，第七运算放大器P7的输出端分别与第二十五电阻R25的第一端和调整模块2310电连接，第二十六电阻R26的第二端接地设置。
本申请实施例的有源滤波器体积小，这样，使得包括该有源滤波器的开关电源23占用PCB的区域较小，当包括该有源滤波器的开关电源23应用于电子设备时，有利于电子设备的小型化设计。进一步地，用于组成有源滤波器的运算放大器可以集成在芯片(如第二控制模块237)中，且外围电路不需要电感，利于减小电路的尺寸。
需要说明的是，上述示例均以滤除开关频率三倍次内的谐波为例进行的说明，但不构成对本申请的限定，当然，也可以滤除数量小于三的相应倍次(如两倍次等)内的谐波，或者滤除数量大于三的相应倍次(如四倍次或五倍次等)内的谐波。相应的，只需要适应性的增加滤波单元2321的个数即可。
本申请实施例还提供一种充电方法，该充电方法例如可以应用于本实施例中的电源适配器，具有相同的有益效果，在该实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述电源适配器的实施例。下面结合图1所示的场景、图3所示的开关电源以及图5所示的滤波器对充电方法进行介绍。
如图10所示，充电方法可通过如下步骤实现：
S101、当电源适配器2接入到手机3后，电源适配器2内的第一控制模块238与手机3协议握手。
示例性的，当电源适配器2或手机3检测到电源适配器2接入到手机3后，手机3和电源适配器2通过接口(实现连接的接口，如USB Type-C接口)中的引脚传输通信协议，并通过第一控制模块238(即协议芯片)完成协议握手。具体协议握手过程可以参见已有技术，此处不再赘述。
S102、握手成功后，第一控制模块238接收手机3上报的所需充电的电压和电流，且检测输出接口处的电压和电流。
握手成功后，手机3将其所需的充电功率规格，即充电电压和充电电流规格，发送至电源适配器2的第一控制模块238，第一控制模块238检测输出接口235处的电压和电流，以确定是否为手机3所需的充电功率规格。
S103、当输出接口235处的电压和电流和所需充电的电压和电流相同时，第一控制模块238反馈第一反馈信号至第二控制模块237，当输出接口235处的电压和电流和所需充电的电压和电流不同时，第一控制模块238反馈第二反馈信号至第二控制模块237。
示例性的，第一控制模块238将检测到的输出接口235处的电压和电流与手机3所需的充电电压和电流进行比较，若输出接口235处的电压和电流与手机3所需的充电电压和电流相同，则第一控制模块238反馈第一反馈信号至第二控制模块237；若输出接口235处的电压和电流与手机3所需的充电电压和电流不同，则第一控制模块238反馈第二反馈信号至第二控制模块237。
S104、第二控制模块237接收到第一反馈信号时，控制开关管239保持原有的开关频率，第二控制模块237接收到第二反馈信号时，调节开关管239的开关频率及开关管239的占空比，以使输出接口235输出的电压和电流为所述待充电设备所需要的电压和电流。
第二控制模块237接收到的信号为第一反馈信号时，说明输出接口235处的电压和电流即为手机3所需的充电电压和电流，所以不需要改变开关频率和开关管239的占空比。第二控制模块237接收到的信号为第一反馈信号时，说明输出接口235处的电压和电流不是手机3所需的充电电压和电流，所以需要调整输出接口235处的电压和电流，具体的，调整开关管239的开关频率和调节开关的占空比，从而调节反激变压器233输出的电压和电流，进而达到所需的电压和电流，即达到手机3所需的充电功率。
S105、频率检测模块2311检测开关频率。
示例性的，频率检测模块2311实时(或者按照预设时间间隔)自动检测开关频率，并将检测到开关频率发送至调整模块2310。
S106、调整模块2310依据检测到的开关频率生成相应调整信号施加给滤波器232。
调整模块2310内存储有开关频率与陷波频率之间的对应关系，即一开关频率对应一组陷波频率(包括三个陷波点)，当检测到的开关频率满足第一条件时，生成第一调整信号至滤波器232，其中，第一条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同；当检测到的开关频率满足第二条件时，生成第二调整信号至滤波器232，其中，第二条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同。
S107、滤波器232根据调整信号改变第一可变电容单元C1、第二可变电容单元C2和第三可变电容单元C3的容值，以使滤波器形成与开关频率相对应的陷波频率，以滤除三倍次内谐波，然后重复执行上述各步骤。
手机3在充电过程中根据预设协议规则，实时与电源适配器2进行通信，并基于剩余需要充入的电量确定出当前所需的充电功率规格，并发送至电源适配器2，电源适配器基于此时的充电功率规格改变输出接口235处的输出电压和电流，同时，频率检测模块2311实时检测开关频率，调整模块2310依据检测到的开关频率生成相应调整信号施加给滤波器232，以使滤波器232形成与开关频率相对应的陷波频率，即通过滤波器232对开关频率三倍次内的谐波进行抑制，从而完成自适应的滤波过程。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种开关电源，其特征在于，包括：第一控制模块、第二控制模块、开关管、频率检测模块、调整模块和滤波器；
所述第一控制信号，与所述第二控制模块电连接，用于检测所述开关电源输出的电压和电流，并将检测到的所述电压和所述电流反馈至所述第二控制模块；
所述第二控制模块，与所述开关管电连接，用于根据反馈的所述电压和所述电流调整所述开关管的开关频率；
所述频率检测模块，与所述调整模块电连接，用于检测所述开关频率，并将所述开关频率发送至所述调整模块；
所述调整模块，与所述滤波器电连接，用于根据所述开关频率生成调整信号；其中，所述根据所述开关频率生成调整信号包括：当检测到的开关频率满足第一条件时，生成第一调节信号至所述滤波器，所述第一条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同；当检测到的开关频率满足第二条件时，生成第二调整信号至所述滤波器，所述第二条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同；
当所述滤波器接收到的信号为第一调整信号时，所述滤波器保持原有的开关频率对应的陷波频率；当所述滤波器接收到的信号为第二调整信号时，所述滤波器调整陷波频率，以使调整后的陷波频率与所述开关频率相对应的陷波频率相同，所述滤波器用于对所述开关频率中的谐波进行滤波。
2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关频率中的谐波包括所述开关频率三倍次内的谐波。
3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述滤波器包括三个滤波单元，三个所述滤波单元包括第一滤波单元、第二滤波单元和第三滤波单元；
所述第一滤波单元用于滤除所述开关频率的一倍次的谐波；
所述第二滤波单元用于滤除所述开关频率的二倍次的谐波；
所述第三滤波单元用于滤除所述开关频率的三倍次的谐波。
4.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述滤波器包括六个电感和三个可变电容单元，所述六个电感包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，三个可变电容单元包括第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元；
所述第一滤波单元包括所述第一电感、所述第二电感和所述第一可变电容单元；
所述第二滤波单元包括所述第三电感、所述第四电感和所述第二可变电容单元；
所述第三滤波单元包括所述第五电感、所述第六电感和所述第三可变电容单元；
所述第一电感的第二端与所述第三电感的第一端电连接，所述第三电感的第二端与所述第五电感的第一端电连接；
所述第二电感和所述第一可变电容单元串联，且所述第二电感的第一端与所述第一电感电连接，所述第二电感的第二端与所述第一可变电容单元的第一端电连接，所述第一可变电容单元的第二端接地设置；
所述第四电感和所述第二可变电容单元串联，且所述第四电感的第一端分别与所述第三电感的第二端和所述第五电感的第一端电连接，所述第四电感的第二端与所述第二可变电容单元的第一端电连接，所述第二可变电容单元的第二端接地设置；
所述第六电感和所述第三可变电容单元串联，且所述第六电感的第一端与所述第五电感的第二端电连接，所述第六电感的第二端与所述第三可变电容单元的第一端电连接，所述第三可变电容单元的第二端接地设置；
当所述滤波器接收到的信号为第一调整信号时，所述第一可变电容单元、所述第二可变电容单元和所述第三可变电容单元的容值不变，当所述滤波器接收到的信号为第二调整信号时，所述第一可变电容单元、所述第二可变电容单元和所述第三可变电容单元的容值改变，以调整陷波频率。
5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述第二电感的第一端与所述第一电感的第一端电连接；或者，
所述第二电感的第一端分别与所述第一电感的第二端和所述第三电感的第一端电连接。
6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，当所述第二电感的第一端与所述第一电感的第一端电连接时，所述第一电感和所述第三电感合并为一个电感。
7.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述滤波器包括三个电感和三个可变电容单元，所述三个电感包括第一电感、第二电感和第三电感，三个可变电容单元包括第一可变电容单元、第二可变电容单元和第三可变电容单元；
所述第一滤波单元包括所述第一电感和所述第一可变电容单元；
所述第二滤波单元包括所述第二电感和所述第二可变电容单元；
所述第三滤波单元包括所述第三电感和所述第三可变电容单元；
所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感串联，且所述第一可变电容单元与所述第一电感并联，所述第二可变电容单元与所述第二电感并联，所述第三可变电容单元与所述第三电感并联；
当所述滤波器接收到的信号为第一调整信号时，所述第一可变电容单元、所述第二可变电容单元和所述第三可变电容单元的容值不变，当所述滤波器接收到的信号为第二调整信号时，所述第一可变电容单元、所述第二可变电容单元和所述第三可变电容单元的容值改变，以调整陷波频率。
8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述滤波器还包括高频滤波电感和滤波电容，所述高频滤波电感的第一端与所述第三电感电连接，所述高频滤波电感的第二端与所述滤波电容的第一极电连接，所述滤波电容的第二极接地设置。
9.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述滤波器包括有源滤波器，所述有源滤波器包括所述第一滤波单元、所述第二滤波单元和所述第三滤波单元；
每个所述滤波单元均包括有源低通滤波子单元和有源高通滤波子单元；
所述第一滤波单元的有源低通滤波子单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一可变电容单元和第一运算放大器，所述第一滤波单元的有源高通滤波子单元包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二可变电容单元和第二运算放大器；
所述第二滤波单元的有源低通滤波子单元包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三可变电容单元和第三运算放大器，所述第二滤波单元的有源高通滤波子单元包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第四可变电容单元和第四运算放大器；
所述第三滤波单元的有源低通滤波子单元包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第五可变电容单元和第五运算放大器，所述第三滤波单元的有源高通滤波子单元包括第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第六可变电容单元和第六运算放大器；
当所述滤波器接收到的信号为第一调整信号时，所述第一可变电容单元、所述第二可变电容单元、所述第三可变电容单元、所述第四可变电容单元、所述第五可变电容单元和所述第六可变电容单元的容值不变，当所述滤波器接收到的信号为第二调整信号时，所述第一可变电容单元和/或所述第二可变电容单元的容值改变，所述第三可变电容单元和/或所述第四可变电容单元的容值改变，以及，所述第五可变电容单元和/或所述第六可变电容单元的容值改变，以调整陷波频率。
10.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于，所述第一电阻的第一端与所述第二可变电容单元的第一极电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一可变电容单元的第一极和所述第一运算放大器的正向输入端电连接，所述第一可变电容单元的第二极接地设置，所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端电连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第二电阻的第一端和所述第四电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端接地设置，所述第四电阻的第二端分别与所述第八电阻的第二端和所述第二滤波单元电连接，所述第二可变电容单元的第二极分别与所述第五电阻的第一端和所述第二运算放大器的正向输入端电连接，所述第五电阻的第二端接地设置，所述第二运算放大器的反向输入端分别与所述第六电阻的第二端和所述第七电阻的第一端电连接，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第六电阻的第一端和所述第八电阻的第一端电连接，所述第七电阻的第二端接地设置；
所述第九电阻的第一端和所述第四可变电容单元的第一极均与所述第一滤波单元电连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第三可变电容单元的第一极和所述第三运算放大器的正向输入端电连接，所述第三可变电容单元的第二极接地设置，所述第三运算放大器的反向输入端分别与所述第十电阻的第二端和所述第十一电阻的第一端电连接，所述第三运算放大器的输出端分别与所述第十电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端电连接，所述第十一电阻的第二端接地设置，所述第十二电阻的第二端和所述第十六电阻的第二端均与所述第三滤波单元电连接，所述第四可变电容单元的第二极分别与所述第十三电阻的第一端和所述第四运算放大器的正向输入端电连接，所述第十三电阻的第二端接地设置，所述第四运算放大器的反向输入端分别与所述第十四电阻的第二端和所述第十五电阻的第一端电连接，所述第四运算放大器的输出端分别与所述第十六电阻的第一端和所述第十四电阻的第一端电连接，所述第十五电阻的第二端接地设置；
所述第十七电阻的第一端和所述第六可变电容单元的第一端均与所述第二滤波单元电连接，所述第十七电阻的第二端分别与所述第五可变电容单元的第一极和所述第五运算放大器的正向输入端电连接，所述第五可变电容单元的第二极接地设置，所述第五运算放大器的反向输入端分别与所述第十八电阻的第二端和所述第十九电阻的第一端电连接，所述第五运算放大器的输出端分别与所述第二十电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端电连接，所述第十九电阻的第二端接地设置，所述第二十电阻的第二端和所述第二十四电阻的第二端电连接，所述第六可变电容单元的第二极分别与所述第二十一电阻的第一端和所述第六运算放大器的正向输入端电连接，所述第二十一电阻的第二端接地设置，所述第六运算放大器的反向输入端分别与所述第二十二电阻的第二端和所述第二十三电阻的第一端电连接，所述第六运算放大器的输出端分别与所述第二十四电阻的第一端和所述第二十二电阻的第一端电连接，所述第二十三电阻的第二端接地设置。
11.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于，所述滤波器还包括反馈单元，用于将所述第一滤波单元、所述第二滤波单元和所述第三滤波单元的滤波结果反馈至所述调整模块；
所述调整模块还用于根据所述滤波结果确定当前的陷波频率是否可以滤除当前开关频率三倍次内的谐波；当未滤除当前开关频率三倍次内的谐波时，继续发送第二调整信号至所述滤波器。
12.根据权利要求4-11任一项所述的开关电源，其特征在于，所述可变电容单元包括可变电容。
13.根据权利要求1-11任一项所述的开关电源，其特征在于，所述开关频率大于或等于150KHz。
14.根据权利要求1-11任一项所述的开关电源，其特征在于，所述开关管包括氮化镓开关管。
15.一种电源适配器，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的开关电源，所述开关电源还包括输出接口，通过所述输出接口向待充电设备充电。
16.一种充电方法，其特征在于，应用于如权利要求15所述的电源适配器中，所述电源适配器用于对待充电设备进行充电；
所述充电方法包括：
所述第一控制模块接收待充电设备上报的所需充电的电压和电流，且检测所述输出接口处的电压和电流；
当所述输出接口处的电压和电流和所需充电的电压和电流相同时，所述第一控制模块反馈第一反馈信号至所述第二控制模块，当所述输出接口处的电压和电流和所需充电的电压和电流不同时，所述第一控制模块反馈第二反馈信号至所述第二控制模块；
当接收到所述第一反馈信号时，所述第二控制模块控制所述开关管保持原有的开关频率，当接收到所述第二反馈信号时，所述第二控制模块调节所述开关管的开关频率，以使所述输出接口输出的电压和电流为所述待充电设备所需要的电压和电流；
所述频率检测模块检测所述开关频率，并将检测到的所述开关频率发送至调整模块；
所述调整模块根据所述开关频率生成调整信号至所述滤波器；
所述调整模块根据所述开关频率生成调整信号包括：
当检测到的开关频率满足第一条件时，生成第一调整信号至滤波器，其中，第一条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率相同；当检测到的开关频率满足第二条件时，生成第二调整信号至滤波器，其中，第二条件至少包括检测到的开关频率所对应的陷波频率与当前陷波频率不相同；
所述滤波器对所述开关频率中的谐波进行滤波，其中，当所述滤波器接收到的信号为第一调整信号时，所述滤波器保持原有的开关频率对应的陷波频率；当所述滤波器接收到的信号为第二调整信号时，所述滤波器调整陷波频率，以使所述陷波频率与当前开关频率相对应的陷波频率相同；
重复执行所述第一控制模块接收待充电设备上报的所需充电的电压和电流，且检测所述输出接口处的电压和电流的步骤。
17.一种充电系统，其特征在于，包括第一电子设备和第二电子设备，所述第一电子设备为权利要求15所述的电源适配器，所述第二电子设备为待充电设备；
所述第一电子设备执行如权利要求16所述的充电方法时，向所述第二电子设备进行充电。
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