电源提供装置、充电方法及系统、计算机可读存储介质与流程

本申请涉及充电技术领域，具体涉及一种电源提供装置、充电方法及系统、计算机可读存储介质。

背景技术：

随着电子技术的快速发展，越来越多形式的电子产品出现在市面上，电子产品已成为用户生活不可缺少的一部分。在市面上较多的电子产品(例如手机、可穿戴设备等)为了保证正常运行，需要频繁地进行充电。目前能够为电子产品提供电源的装置(例如适配器等)的体积通常较大，携带不方便。如何减小提供电源的装置的体积成了亟需解决的问题。

技术实现要素：

本申请实施例公开了一种电源提供装置、充电方法及系统、计算机可读存储介质，能够减小电源提供装置的体积。

本申请实施例公开了一种电源提供装置，包括：

整流模块，用于对交流电压进行整流，得到第一脉动直流电压；

一级变换电路，与所述整流模块连接，用于对所述第一脉动直流电压进行隔离变换，得到第二脉动直流电压；

二级变换电路，与所述一级变换电路连接，用于对所述第二脉动直流电压进行变换，得到稳定的直流电压；

填谷电路，分别与所述整流模块及一级变换电路连接，用于在所述第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，向所述一级变换电路的输入提供电能，以升高所述第一脉动直流电压的波谷电压。

本申请实施例公开了一种充电方法，应用于电源提供装置，所述方法包括：

对接收的交流电压进行整流，得到第一脉动直流电压；

通过一级变换电路对所述第一脉动直流电压进行隔离变换，得到第二脉动直流电压；

通过二级变换电路对所述第二脉动直流电压进行变换，得到稳定的直流电压；

在所述第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，通过填谷电路提供能量，以升高到所述第一脉动直流电压的波谷电压。

本申请实施例公开了一种充电系统，包括如上所述的电源提供装置及终端，其中，

所述电源提供装置还包括输出接口，所述输出接口与所述电源提供装置的二级变换电路的输出端连接；

所述终端包括电池充电电路；

所述电池充电电路，用于接收所述输出接口输出的稳定的直流电压，并将所述稳定的直流电压加载至电池。

本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

本申请实施例公开的电源提供装置、充电方法及系统、计算机可读存储介质，电源提供装置包括整流模块、填谷电路、一级变换电路及二级变换电路，整流模块对交流电压进行整流，得到第一脉动直流电压，一级变换电路可对整流模块输出的第一脉动直流电压进行隔离变换，得到第二脉动直流电压，二级变换电路可对第二脉动直流电压进行变换，得到稳定的直流电压，填谷电路可在第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，向一级变换电路的输入提供电能，以升高第一脉动直流电压的波谷电压，通过填谷电路提高了第一脉动直流电压的波谷电压，使得输入到一级变换电路的第一脉动直流电压有足够高的波谷电压，能够为一级变换电路提供足够的功率支持，保证了电源提供装置输出电压的稳定。而且提高了第一脉动直流电压的波谷电压，可降低后续进行电压变换时的波峰电流，因此可减小后级电路中的磁性元件尺寸，从而减小电源提供装置的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为一个实施例中电源提供装置的应用场景图；

图1b相关技术中的电源提供装置的结构框图；

图2为另一个实施例中电源提供装置的结构框图；

图3a为另一个实施例中电源提供装置的结构框图；

图3b为另一个实施例中电源提供装置的结构框图；

图3c为另一个实施例中电源提供装置的结构框图；

图4为一个实施例中第一脉动直流电压的波形示意图；

图5为另一个实施例中电源提供装置的结构框图；

图6为另一个实施例中电源提供装置的结构框图；

图7为一个实施例中一级变换电路的示意图；

图8为一个实施例中buck-boost电路的连接结构示意图；

图9为一个实施例中buck-boost电路的结构示意图；

图10为一个实施例中充电方法的流程图；

图11为一个实施例中控制填谷电路启动工作及停止工作的流程图；

图12为一个实施例中充电系统的框图。

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，所描述的实施例仅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做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。

需要说明的是，本申请实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电容称为第二电容，且类似地，可将第二电容称为第一电容。第一电容和第二电容两者都是电容，但其不是相同的电容。

图1a为一个实施例中电源提供装置的应用场景图。如图1a所示，电源提供装置10可向终端设备20输出满足充电需求的充电电压，以对终端设备20进行充电。可选地，电源提供装置10可包括但不限于适配器、移动电源等，终端设备20可包括但不限于手机、平板电脑、可穿戴设备、笔记本电脑、pc(personalcomputer，个人计算机)等，本申请实施例不对电源提供装置10及终端设备20的产品形态进行具体限定。

电源提供装置10可接收电网提供的市电，由于市电为交流电压，而满足充电需求的充电压电通常为直流电压，因此电源提供装置10需对接收的交流电压进行变换，得到可用于为终端设备20进行充电的直流电压。为了更好地说明相关技术中电源提供装置10将交流电压转换为直流电压的具体方式，示例性地，请参照图1b，图1b为相关技术中的电源提供装置的结构框图。

如图1b所示，电源提供装置10可包括输入接口110、第一整流滤波模块120、开关电源130、变压器140、第二整流滤波模块150、输出接口160、开关管电流控制模块170、电压电流反馈调制模块180及输出电压调节模块190。其中，整流滤波模块120的输入端可与输入接口110的输出端连接，整流滤波模块120的输出端与开关电源130的输入端连接，变压器140的输入端可与开关电源130的输出端连接，变压器140的输出端可与第二整流滤波模块150的输入端连接，输出接口160可与第二整流滤波模块150的输出端连接。

交流电压通过电源提供装置10的输入接口110可输入到电源提供装置10，整流滤波模块120可接收通过输入接口110传输的交流电压，并对交流电压进行整流滤波，得到具有第一波形的脉动直流电压，可选地，第一波形可为馒头波形。开关电源130可以对整流滤波模块120输出的脉动直流电压进行斩波调制，得到具有第二波形的脉动电压，可选地，该第二波形可为方波波形。变压器140可对经过开关电源130斩波调制后得到的脉动电压进行变压处理，再通过第二整流滤波模块150对变压器130变压后的电压进行滤波，从而可得到较为稳定的直流电压。

开关管电流控制模块170可分别与开关电源130及电压电流反馈调制模块180连接，开关管电流控制模块170可对开关电源130进行电流采样，并将采样的电流反馈给电压电流反馈调制模块180。输出电压调节模块190可分别与输出接口160及电压电流反馈调制模块180连接，输出电压调节模块190可对输出接口160进行电压采样，并将采样的电压反馈给电压电流反馈调制模块180。

电压电流反馈调制模块180可与开关电源130连接，电压电流反馈调制模块180可根据开关管电流控制模块170反馈的电流，以及输出电压调节模块190反馈的电压控制开关电源130的导通/断开，从而可实现对电源提供装置10输出的直流电功率的大小的调整。

在相关技术中，电源提供装置10的体积通常较大，本申请实施例提供一种电源提供装置，能够减小电源提供装置的体积。

图2为另一个实施例中电源提供装置的结构框图。如图2所示，提供一种电源提供装置200，该电源提供装置200可包括整流模块210、填谷电路220、一级变换电路230及二级变换电路240，其中，整流模块210可一级变换电路230连接，进一步地，填谷电路220的输出端可与一级变换电路230的输入端连接，整流模块210的输出端可与一级变换电路230的输入端连接。

整流模块210，用于对交流电压进行整流，得到第一脉动直流电压。

电源提供装置200可通过输入接口接收交流电压，交流电压可以是从电网接收的市电，交流电压的电压标准可根据实际应用进行设定，例如，可为220v(伏特)、100v、110v等，但不限于此。本申请实施例不对交流电压的具体电压值进行限定。整流模块210可对接收的交流电压进行整流，将具有正负变化的交流电压转换为单向的脉动直流电压，可得到具有第一脉动波形的第一脉动直流电压并输入到一级变换电路230。可选地，该第一脉动波形可为曲线波形，例如馒头波波形等。该脉动直流电压指的是方向不变，但大小随时间作周期性变化的直流电压。

如图3a所示，在一个实施例中，整流模块210可包括整流单元212及第二电容214，其中，整流单元212可与第二电容214连接。整流单元212可包括二极管桥堆。第二电容214可用于对进行整流的交流电压进行滤波，得到第一脉动直流电压。在一些实施例中，第二电容214的容量可小于容量阈值，通过选取容量较小的第二电容，可降低第二电容的体积，从而可减小整个电源提供装置200的体积。

可选地，第二电容214可包括瓷片电容、薄膜电容、容量小于容量阈值的电解电容等中的任一种。该瓷片电容可包括多层陶瓷片式电容(multi-layerceramiccapacitors，mlcc)，其中，mlcc是由平行的陶瓷材料和电极材料层叠而成。薄膜电容可以是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状构造的电容器。需要说明的是，第二电容214也可以是其它贴片电容，在此不作限定。

一级变换电路230，用于对第一脉动直流电压进行隔离变换，得到第二脉动直流电压。

二级变换电路240，用于对第二脉动直流电压进行变换，得到稳定的直流电压。

一级变换电路230可对整流模块210输出的第一脉动直流电压进行高效地电压隔离变换。在一些实施例中，该一级变换电路230可为降压电路，一级变换电路230可对整流模块210输出的第一脉动直流电压进行降压变换，得到第二脉动直流电压。第二脉动直流电压可小于第一脉动直流电压。例如，整流模块输入的第一脉动直流电压为52～250v，经过一级变换电路230进行变换后得到的第二脉动直流电压可为5～25v等，但不限于此。可选地，该一级变换电路230也可以是升压电路，在此不作限定。

进一步地，一级变换电路230可与填谷电路220连接，并对填谷电路220提供输入电压，以保证填谷电路220的正常工作。

二级变换电路240将第二脉动直流电压转换为稳定的直流电压，该稳定的直流电压可以是恒定直流电压或是近似恒定的直流电压(波幅极小)，恒定直流电压可以是电压固定的直流电压。在一些实施例中，二级变换电路240得到的稳定的直流电压可以是满足终端设备的充电需求的充电电压，也可以是还需要再进一步进行电压变换才能满足充电需求的直流电压。

填谷电路220，用于在第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，向一级变换电路230的输入提供能量，以升高第一脉动直流电压的波谷电压。

波谷电压可指的第一脉动直流电压在一个电压大小变化周期中的极小电压值。为了减小适配器的体积，第二电容214采用容量小于容量阈值的电容，其整流得到的第一脉动直流电压的波谷电压较低(例如为0v等)，若是直接将该波谷电压较低的第一脉动直流电压输入到一级变换电路230，无法维持二级变换电路的输出，使得二级变换电路输出的电压稳定性差。且由于整流得到的第一脉动直流电压的波谷电压较低，会导致后级电路中的波峰电流较高，需要体积较大的磁性元件才可完成电压变换。

本申请实施例中，在电源提供装置200中设置填谷电路220，在检测到整流模块210输出的第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，填谷电路220可向一级变换电路230的输入端释放电能，以抑制整流模块210输出的第一脉动直流电压的电压下降，从而可将第一脉动直流电压的波谷电压升高到第一电压阈值，其中，第一电压阈值可为设定的电压值，例如，50v、45v等，但不限于此。在本申请实施例中，一级变换电路230进行电压变换的第一脉动直流电压可指的是波谷电压为第一电压阈值的第一脉动直流电压，也即，通过填谷电路220释放电能后，输入到一级变换电路230的第一脉动直流电压。

在一些实施例中，第一电压阈值为填谷电路220的输出电压。填谷电路220可与整流模块210的第二电容214连接，在第二电容214得到的第一脉动直流电压低于第一电压阈值时，填谷电路220可启动工作，并向第二电容214释放电能，以使得第二电容214得到的第一脉动直流电压维持在第一电压阈值。在第二电容214输出的第一脉动直流电压高于第一电压阈值时，填谷电路220则可停止向整流模块210的第二电容214释放电能，能够使得填谷电路220在向第二电容214释放电能的电压，以及停止向第二电容214释放电能的电压过渡自然，无需增加额外的电压检测和判断模块，可节省成本，并进一步降低电源提供装置200的体积。

在一些实施例中，填谷电路220的输入端可与一级变换电路230连接，一级变换电路230可向填谷电路220提供输入电压，以保证填谷电路220的正常工作。

在本申请实施例中，整流模块对交流电压进行整流，得到第一脉动直流电压，一级变换电路可对整流模块输出的第一脉动直流电压进行隔离变换，得到第二脉动直流电压，二级变换电路可对第二脉动直流电压进行变换，得到稳定的直流电压，填谷电路在第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，向一级变换电路的输入提供电能，以升高第一脉动直流电压的波谷电压，通过填谷电路提高了第一脉动直流电压的波谷电压，使得输入到一级变换电路的第一脉动直流电压有足够高的波谷电压，能够为一级变换电路提供足够的功率支持，保证了电源提供装置输出电压的稳定。而且提高了第一脉动直流电压的波谷电压，可降低后续进行电压变换时的波峰电流，因此可减小后级电路中的磁性元件尺寸，从而减小电源提供装置的体积。

如图3a所示，在一个实施例中，填谷电路220可包括第一电容222及辅助绕组224。

第一电容222，用于在第一脉动直流电压的电压值小于第一电压阈值时，向一级变换电路230的输入提供电能，以将第一脉动直流电压的波谷电压升高到第一电压阈值。

进一步地，当整流模块210得到的第一脉动直流电压的电压值小于第一电压阈值时，第一电容222可向整流模块210的第二电容214释放电能，以将整流模块210得到的第一脉动直流电压的电压值维持在第一电压阈值。在第一脉动直流电压的电压值大于第一电压阈值时，第一电容222可停止释放电能。

可选地，第一电容222的容量可小于容量阈值。第一电容222可包括瓷片电容、薄膜电容、容量小于容量阈值的电解电容等中的任一种。该瓷片电容可包括mlcc电容等，但不限于此。采用容量较小的第一电容，能够减小第一电容的体积，从而可减小整个电源提供装置200的体积，提高了电源提供装置200的可便携性。

一级变换电路230可包括变压器232，变压器232可包括初级绕组、次级绕组及上述的辅助绕组224，辅助绕组224与初级绕组相互耦合。变压器232可对一级变换电路230接收的第一脉动直流电压进行降压。在交流电压流经初级绕组时，变压器232的铁芯可产生感应磁场，辅助绕组224可产生感应电动势。辅助绕组224可用于根据产生的感应电动势输出电压。

可在辅助绕组224与第一电容222之间设置第一二极管，该第一二极管的正极可与辅助绕组224连接，负极可与第一电容222连接，通过该第一二极管可对辅助绕组224的输出电压进行整流，再利用整流后的输出电压对第一电容222充电，以使第一电容222储存电能。第一二极管对辅助绕组224输出的电压进行整流的方式可为半波整流。在其它的实施例中，也可通过整流桥等元器件对辅助绕组224的输出电压进行全波整流等，对辅助绕组224的输出电压进行整流的方式在此不作限定。

进一步地，如图3a所示，在一个实施例中，填谷电路220除了包括第一电容222及辅助绕组224外，还可包括第一电感226及第一开关单元228。其中，第一电感226可分别与第二电容214及第一开关单元228连接，第一开关单元228可与第一电容222连接。

第一开关单元228可用于对第一电容222输出的电压进行斩波调制。第一开关单元228可高频率地进行导通状态及断开状态的切换，对第一电容222输出的电压进行高频的斩波调制。

填谷电路220在对第二电容214进行充电时，第一电感226及第二电容214可组成一级lc滤波器，该一级lc滤波器可对经过第一开关单元228斩波调制后的电压进行滤波，可减小填谷电路220输出的电压纹波，使得填谷电路220输出到第二电容214的电压为稳定的直流电压，能够更好地将第一脉动直流电压的电压值维持在第一电压阈值。

图3c为一个实施例中填谷电路的示意图。如图3c所示，填谷电路220可与整流模块210的第二电容c2连接。填谷电路220可包括第一电容c1、辅助绕组n2、第一电感lv、第一开关单元qv、第一二极管d1及第二二极管d2。辅助绕组n2可设置在变压器230上，可通过产生的感应电动势输出电压，该电压经由第一二极管d1进行整流后，为第一电容c1充电储能。第一开关单元qv、第二二极管d2、第一电感lv及第二电容c2可构与降压式变换(buck)电路，其中，第二二极管d2可用于续流。通过第二二极管d2及第一电感lv可稳定填谷电路输出的电压，防止产生突波电压。第一电感lv和第二电容c2可组成一级lc滤波器，可对流经第一开关单元qv的高频斩波电压(即经第一开关单元qv进行斩波调制后的电压)进行滤波，以得到较为稳定的直流电压，使得加载在第二电容c1两端的电压稳定。

需要说明的是，填谷电路220的具体电路结构并不仅限于图3c中所示的结构，填谷电路220也可通过其它电路结构实现，例如，可通过升压式变换(boost)电路等实现。

示例性地，如图3b所示，在一个实施例中，电源提供装置200除了包括整流模块210、填谷电路220、一级变换电路230及二级变换电路240外，还包括检测模块250及控制模块260。其中，检测模块250可与一级变换电路230的输入端连接，控制模块260的输入端可与检测模块250的输出端连接，控制模块260的输出端可与第一开关单元228连接。

检测模块250用于检测输入到一级变换电路230的第一脉动直流电压的电压值。控制模块260可用于根据检测模块250检测到的第一脉动直流电压的电压值控制第一开关单元228的导通/断开。

检测模块250可对输入到一级变换电路230的第一脉动直流电压进行电压采样，采集第一脉动直流电压的电压值，并根据该电压值生成检测信号。作为一种可选的实施方式，该检测信号可以是第一脉动直流电压的电压值。控制模块260在接收到该检测信号时，可根据该检测信号确定第一脉动直流电压的电压值，并判断该第一脉动直流电压的电压值是否小于第一电压阈值。例如，控制模块260包括分压电阻，通过电阻分压的方式对第一脉动直流电压进行采样，生成检测信号。或是控制模块260中包括电压检测芯片，利用电压检测芯片检测第一脉动直流电压的电压值。

作为另一种可选的实施方式，该检测信号也可为第一脉动直流电压的电压值是否小于第一电压阈值的判断结果。检测模块250采集第一脉动直流电压的电压值，可直接判断该第一脉动直流电压的电压值是否小于第一电压阈值，并根据判断结果生成检测信号。示例性地，检测模块250可包括比较器，可将采集的第一脉动直流电压的电压值输入比较器，并由比较器判断该电压值与第一电压阈值之间的大小关系，得到检测信号。控制模块260在接收到该检测信号时，可直接根据该检测信号确定第一脉动直流电压的电压值是否小于第一电压阈值。

控制模块260用于在根据该检测信号确定第一脉动直流电压的电压值小于第一电压阈值时，控制填谷电路220启动工作。在填谷电路220启动工作时，控制模块260可向第一开关单元228发送控制信号。第一开关单元228可根据控制模块260输出的控制信号高频率地切换导通状态及断开状态，以对第一电容222输出的电压进行斩波调制，斩波调制后的电压经由第一电感226变换后，可向第二电容214输出稳定的电压。

在填谷电路220启动工作后，检测模块250可继续检测输入到一级变换电路230的第一脉动直流电压的电压值，并向控制模块260输出检测信号。同理，该检测信号可以是第一脉动直流电压的电压值，也可以是第一脉动直流电压的电压值是否大于第一电压阈值的判断结果。控制模块260可用于在根据该检测信号确定第一脉动直流电压的电压值大于第一电压阈值时，控制填谷电路220停止工作。在控制填谷电路220停止工作时，第一开关单元228可处于断开状态，填谷电路220停止工作，第一电容222停止向第二电容214释放电能。

在一些实施例中，第一电压阈值可根据交流电压的电压标准和/或电源提供装置200需求输出的输出功率等进行确定。针对不同电压标准的交流电压，可设定不同的第一电压阈值，也可根据电源提供装置200所需求输出的输出功率调整第一电压阈值的值。通过检测模块250及控制模块260，可精准地将第一脉动电压的波谷电压控制在第一电压阈值，使得输入到交换模块230的第一脉动电压满足不同需求。

在本申请实施例中，利用检测模块250及控制模块260，可精准地检测第一脉动直流电压的电压值，并准确控制填谷电路220的启动及关断，能够更加准确地控制整流模块210输出的第一脉动直流电压的波谷电压，提高电源提供装置200输出的电压的稳定性。

图4为一个实施例中第一脉动直流电压的波形示意图。如图4所示，请参照(a)中的vrec曲线410，vrec曲线410表示未在电源提供装置中设置填谷电路220时整流模块210输出的第一脉动直流电压，通过该vrec曲线410，可获知在未设置填谷电路220的情况下，第一脉动直流电压的波谷电压为0v。请参照(b)中的vrec_in曲线420，vrec_in曲线420表示在电源提供装置中设置填谷电路220后，整流模块210输出的第一脉动直流电压，通过该vrec_in曲线420，可获知在设置填谷电路220的情况下，第一脉动直流电压的波谷电压为50v，填谷电路220可将第一脉动直流电压的波谷电压从0v升高到50v。进一步地，请参照(b)中的v_c1曲线530，v_c1曲线530表示填谷电路220中的第一电容222的电压。在t1时间段，vrec曲线410和vrec_in曲线420相同，填谷电路220的第一电容222处于充电储能状态，当第一脉动直流电压的电压值下降到50v时，填谷电路220启动工作，在t2时间段内，填谷电路220的第一电容222释放电能，填谷电路220对第二电容214进行充电，以使第一脉动直流电压的电压值维持在50v，能够有效地提高第一脉动直流电压的电压值。需要说明的是，图4仅示出了第一脉动直流电压的一种可能的波形及电压数值，其仅用于说明本申请实施例，并不对本申请实施例中第一脉动直流电压的具体波形及电压数值造成限定。

图5为另一个实施例中电源提供装置的结构框图。如图5所示，在一个实施例中，一级变换电路230可包括第二开关单元512及变压单元514，其中，第二开关单元512可与整流模块210的输出端连接，变压单元514可与第二开关单元512连接。第二开关单元512可用于对接收的第一脉动直流电压进行斩波调制，再通过变压单元514对调制后的电压进行降压变换。

在一些实施例中，如图6所示，变压单元514可包括变压器232，变压器232可包括初级绕组、次级绕组及辅助绕组，辅助绕组可与初级绕组相互耦合，辅助绕组通过产生的感应电动势输出电压，以对填谷电路220的第一电容222进行充电。

第二开关单元512可与控制模块260连接，第二开关单元可至少包括4个开关器件，从而组成开关网络，支持全桥和半桥工作模式，可选地，该开关器件可为功率开关器件，可包括mosfet管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金氧半场效晶体管)、gan(氮化镓)开关器件等，但不限于此。

检测模块250可对输入到一级变换电路230的第一脉动直流电压进行电压采样，检测第一脉动直流电压的电压值。检测模块250检测第一脉动直流电压的电压值的方式可参照上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。

控制模块260还用于在根据检测模块250检测到的第一脉动直流电压的电压值高于第二电压阈值时，控制第二开关单元切换至半桥工作模式，在根据检测模块250检测到的第一脉动直流电压的电压有效值低于第三电压阈值时，控制第二开关单元切换至全桥工作模式。

在检测到第一脉动直流电压的电压值高于第二电压阈值时，可说明第一脉动直流电压属于高压范围，在检测到第一脉动直流电压的电压有效值低于第三电压阈值，可说明第一脉动直流电压属于低压范围。可选地，除了电压有效值外，也可检测第一脉动直流电压的波峰电压、平均电压等，判断是否低于第三电压阈值，并不限于电压有效值，其中，波峰电压指的是第一脉动直流电压在一个电压大小变化周期中的极大电压值。其中，高压范围的最大电压可高于低压范围的最大电压。例如，高压范围可为50～220v，低压范围可为45～120v等，但不限于此。在输入的第一脉动直流电压为高压范围时，第二开关模块可以半桥模式进行工作，在输入的第二脉动直流电压为低压范围时，第二开关模块可以全桥模式进行工作。如此可以保证在输入的第一脉动直流电压变化范围较宽时，一级变换电路230输出的第二脉动直流电压的变化可维持在较窄范围内，便于后续二级变换电路240的设计及电压变换。

图7为一个实施例中一级变换电路的示意图。如图7所示，第二开关单元512可包括4个开关器件，分别为开关q1、开关q2、开关q3及开关q4，在第二开关单元512处于半桥工作模式时，开关q1和开关q2可进行工作，在第二开关单元512处于全桥工作模式时，4个开关器件可共同进行工作。控制模块260可分别向开关q1、开关q2、开关q3及开关q4发送控制信号，以分别控制开关q1、开关q2、开关q3及开关q4的导通/断开，可选地，该控制信号可为脉冲信号等。例如，在第二开关单元512处于半桥工作模式时，控制模块260可仅向开关q1及开关q2发送驱动信号，以控制开关q1及开关q2在导通状态及断开状态之间进行切换，同时控制模块260可控制开关q3保持断开状态，并控制开关q4保持导通状态。

变压单元514可包括变压器232、开关sr1、开关sr2及第三电容c3、第四电容c4。交流电压经整流单元212进行整流，并由第二电容c2进行过滤后，得到第一脉动直流电压，并向第二开关单元512输入该第一脉动直流电压(即v_in)。第二开关单元512对输入的第一脉动直流电压进行斩波调制后，向变压器232输入调制后的电压。变压器232再对调制的电压进行降压，再通过第三电容c3及第四电容c4进行滤波，从而得到波动较小的第二脉动直流电压(即v_bus)，第二脉动直流电压可输入到二级变换电路240进行电压变换。变压器232可包括初级绕组n1、次级绕组n2、次级绕组n3及辅助绕组n2，辅助绕组n2可用于对第一电容c1充电。

在一些实施例中，一级变换电路230可为基于llc谐振变换器的直流变压器，一级变换电路230还可包括谐振电容cr、谐振电感lr、励磁电感lm，谐振电容cr、谐振电感lr、励磁电感lm可构成谐振网络，谐振电容cr能够防止变压器232进入饱和状态，实现对第一脉动直流电压的高效隔离变换。

开关sr1、开关sr2可用于对变压器232输出的电压进行整流。可选地，控制模块260还可向开关sr1、开关sr2发送控制信号，以控制开关sr1、开关sr2的导通/断开，通过控制开关sr1、开关sr2的导通及断开，能够调节变压器232的输出功率，可使得到的第二脉动直流电压满足需求。

需要说明的是，图7仅示出了一级变换电路230的一种电路结构实现方式，一级变换电路230还可以是其它的电路拓扑结构，也可包括相比图7更多或更少的元器件，本申请实施例对此不作具体限定。

在本申请实施例中，通过填谷电路210可提高输入到一级变换电路230的第一脉动直流电压的波谷电压，使得一级变换电路230输出的第二脉动直流电压的波谷电压也得到提高，输出的第二脉动直流电压的波动更小，可更加方便被二级变换电路240进行电压变换，也可使得二级变换电路240的电路设计更为简单。

在一些实施例中，二级变换电路240可包括直流/直流转换电路(dc/dc电路)，二级变换电路240可将一级变换电路230输出的第二脉动直流电压转换为稳定的直流电压，并输出。可选地，二级变换电路240可包括升降压buck-boost电路，该buck-boost电路可将高于目标电压或低于目标电压的第二脉动直流电压转换为稳定的直流电压，该直流电压可以是电压值为目标电压的恒定直流电压，需要说明的是，本申请所指的恒定直流电压也可以是具有一定波动的直流电压。

示例性地，图8为一个实施例中buck-boost电路的连接结构示意图。如图8所示，在一个实施例中，二级变换电路240可包括buck-boost电路242，电源提供装置还可包括电压采样模块270，该电压采样模块270可分别与一级变换电路230的输出端、buck-boost电路242的输出端、以及控制模块260连接。电压采样模块270可检测一级变换电路230输出的第二脉动直流电压的电压值，以及检测buck-boost电路242的输出电压，并向控制模块260输出反馈信号。控制模块260可接收电压采样模块270输出的反馈信号，并根据该反馈信号获取第二脉动直流电压的电压值及buck-boost电路242的输出电压，可将第二脉动直流电压的电压值及buck-boost电路242的输出电压进行比较，并根据比较结果控制buck-boost电路242的工作模式。通过控制模块260可准确控制buck-boost电路242的工作模式切换，使得输出的直流电压更为稳定、准确，且buck-boost电路242仅工作在一个模式下，可节省功耗。

buck-boost电路242的工作模式可包括buck电路模式及boost电路模式。当控制模块260检测到第二脉动直流电压的电压值大于buck-boost电路242的输出电压时，控制模块260可控制buck-boost电路242切换至buck电路模式。当控制模块260检测到第二脉动直流电压的电压值小于buck-boost电路242的输出电压时，可控制模块260可控制buck-boost电路242切换至boost电路模式。

示例性地，图9为一个实施例中buck-boost电路的结构示意图。如图9所示，buck-boost电路242可包括开关器件s1、开关器件s2、开关器件s3、开关器件s4、电感lb、电容c5及电容co，其中，电容c5及电容co可用于对输出的电压进行滤波，以使输出的电压保持稳定。当buck-boost电路242工作在buck电路模式时，开关器件s3始终闭合，开关器件s4始终断开，而开关器件s1、开关器件s2执行断开或闭合的切换动作。控制模块260可控制开关器件s1及开关器件s2高频率地切换导通状态及断开状态，向buck-boost电路242输入的第二脉动直流电压(即v_bus)和电感lb可共同向输出端提供电能。在开关器件s1断开，开关器件s2导通后，可给电感lb提供续流回路。通过切换开关器件s1、开关器件s2的导通状态及闭合状态，实现对第二脉动直流电压的斩波调制，得到稳定的直流电压。

当buck-boost电路242工作在boost电路模式时，开关器件s1始终闭合，开关器件s2始终断开，而开关器件s3、开关器件s4执行断开或闭合的切换动作。在开关器件s4导通，开关器件s3断开时，第二脉动直流电压(即v_bus)可对电感lb充电。在开关器件s3导通，开关器件s4断开时，第二脉动直流电压(即v_bus)和电感lb可共同向输出端提供电能。通过切换开关器件s3、开关器件s4的导通状态及闭合状态，实现对第二脉动直流电压的斩波调制，得到稳定的直流电压。

需要说明的是，上述开关器件s1、开关器件s2、开关器件s3、开关器件s4可以是二极管、mos管等开关器件，在此不作限定，buck-boost电路242也可以是其它的电路拓扑结构，并不仅限于图9中所示的结构。buck-boost电路242也可自行进行电压比较，以调节工作模式及各开关器件的导通/关断，也即上述的控制模块260及电压采样模块270对于buck-boost电路来说不是必需的。二级变换电路240也可以是其它的dc/dc电路，并不仅限于上述的buck-boost电路。

在本申请实施例中，采用两级电路架构对整流后的脉动直流电压进行变换，以得到稳定的直流电压，能够保证电源提供装置输出的直流电压更为稳定。而且在提高了第一脉动直流电压的波谷电压之后，输入到二级变换电路的第二脉动直流电压的波谷电压也提高，能够降低二级变换电路的波峰电流，因此可减小二级变换电路的磁性元件尺寸，从而减小电源提供装置的体积。

进一步地，在本申请实施例中的所有电容均可以是容量小于容量阈值的电容，从而使得整个电源提供装置更为紧凑，有效减小电源提供装置的体积，提高电源提供装置的便携性。

本申请实施例中的填谷电路是提高输入到一级变换电路的第一脉动直流电压的波谷电压，相较于先通过一级变换电路对第一脉动直流电压进行变换得到第二脉动直流电压，再利用填谷电路提高第二脉动直流电压的波谷电压，或是在二级变换电路输出稳定的直流电压后，再利用填谷电路提高二级变换电路输出的直流电压的波谷电压等方式，本申请实施例中的填谷电路效率更高，因为填谷电路直接提高输入到一级变换电路的第一脉动直流电压的波谷电压，填谷电路输出的电压可较高，因此效率更好。

如图10所示，在一个实施例中，提供一种充电方法，可应用于上述各实施例中描述的电源提供装置，该方法可包括以下步骤：

步骤1010，对接收的交流电压进行整流，得到第一脉动直流电压。

步骤1020，通过一级变换电路对第一脉动直流电压进行隔离变换，得到第二脉动直流电压。

步骤1030，通过二级变换电路对第二脉动直流电压进行变换，得到稳定的直流电压。

步骤1040，在所述第一脉动直流电压的电压值低于第一电压阈值时，通过填谷电路提供能量，以升高第一脉动直流电压的波谷电压。

在本申请实施例中，通过填谷电路提高了第一脉动直流电压的波谷电压，使得第一脉动直流电压有足够高的波谷电压，能够为后续的变换电路提供足够的功率支持，保证了电源提供装置输出电压的稳定。而且提高了第一脉动直流电压的波谷电压，可降低后续进行电压变换时的波峰电流，因此可减小后级电路中的磁性元件尺寸，从而减小电源提供装置的体积。

在一些实施例中，填谷电路包括第一电容，第一电容的容量小于容量阈值。步骤1040，可包括：在第一脉动直流电压的电压值小于第一电压阈值时，通过第一电容释放电能，以将第一脉动直流电压的波谷电压升高到第一电压阈值。

在一些实施例中，一级变换电路包括变压器，变压器包括相互耦合的初级绕组及辅助绕组。上述方法还包括：对辅助绕组的输出电压进行整流，并通过整流后的输出电压对第一电容进行充电。

如图11所示，在一个实施例中，步骤1040可包括步骤1102～1106。

步骤1102，在检测到第一脉动直流电压的电压值小于第一电压阈值时，控制填谷电路启动工作。

步骤1104，在所述填谷电路启动工作时，通过第一电容释放电能，以将第一脉动直流电压的电压值维持在第一电压阈值。

在一些实施例中，电源提供装置还包括第二电容，填谷电路还包括和第一开关模块及第一电感，第一开关模块与第一电容连接，第一电感分别与第二电容及第一开关单元连接，第一电感与第二电容组成一级lc滤波器。

步骤1104，包括：在所述填谷电路启动工作时，通过第一开关模块对第一电容输出的电压进行斩波调制；通过一级lc滤波器对调制后的电压进行滤波，得到稳定的直流电压，稳定的直流电压用于将第一脉动直流电压的电压值维持在第一电压阈值。

步骤1106，在检测到第一脉动直流电压的电压值大于第一电压阈值时，控制填谷电路停止工作。

在本申请实施例中，可精准地检测第一脉动直流电压的电压值，并准确控制填谷电路的启动及关断，能够更加准确地控制第一脉动直流电压的波谷电压，提高电源提供装置200输出的电压的稳定性。

在一个实施例中，一级变换电路包括第二开关单元及变压单元，第二开关单元与变压单元连接。步骤1020包括：通过第二开关单元对第一脉动直流电压进行斩波调制；通过变压单元对斩波调制后的第一脉动直流电压进行降压处理，得到第二脉动直流电压。

在一个实施例中，一级变换电路还包括第二开关单元，第二开关单元与变压单元连接。上述充电方法还包括：在检测到第一脉动直流电压的电压值高于第二电压阈值时，控制第二开关单元切换至半桥工作模式；在检测到第一脉动直流电压的电压有效值低于第三电压阈值时，控制第二开关单元切换至全桥工作模式。

在一个实施例中，二级变换电路包括直流/直流转换电路，可选地，该直流/直流转换电路包括buck-boost电路。上述方法还包括：在检测到第二脉动直流电压的电压值大于buck-boost电路的输出电压时，控制buck-boost电路切换至buck电路模式，在检测到第二脉动直流电压的电压值小于buck-boost电路的输出电压时，控制buck-boost电路切换至boost电路模式。

需要说明的是，本申请各实施例所提供的充电方法的描述可参照上述各实施例中关于电源提供装置的描述，在此不再一一赘述。

在本申请实施例中，采用两级电路架构对整流后的脉动直流电压进行变换，以得到稳定的直流电压，能够保证电源提供装置输出的直流电压更为稳定。而且在提高了第一脉动直流电压的波谷电压之后，输入到二级变换电路的第二脉动直流电压的波谷电压也提高，能够降低二级变换电路的峰值电流，因此可减小二级变换电路的磁性元件尺寸，从而减小电源提供装置的体积。

本申请实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现如上述各实施例中描述的方法。

本申请实施例公开一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可被处理器执行时实现如上述各实施例描述的方法。

如图12所示，提供一种充电系统，该充电系统可包括如上述各实施例所描述的电源提供装置200及终端设备1200。电源提供装置200可对终端设备1200进行充电，其充电方式可以是有线充电，也可以是无线充电等方式。其中，电源提供装置200还可包括输出接口280，终端设备1200可包括电池充电电路1210及电池1220。

电源提供装置200可与终端设备1200之间建立充电通道，二者之间可形成充电回路。输出接口280可与电源提供装置200的二级变换电路240的输出端连接，在电源提供装置200与终端设备1200之间建立充电通道后，输出接口280可用于向终端设备1200输出稳定的直流电压。

在一些实施例中，电源提供装置200可采用直充充电方式对终端设备1200进行充电，电源提供装置200输出的直流电压可以是满足终端设备1200充电需求的直流电压，电源提供装置200输出的直流电压可直接被加载至电池。终端设备1200的电池充电电路1210可用于接收输出接口280输出的稳定的直流电压，并将稳定的直流电压加载至电池1220。可选地，电池充电电路1210可包括开关等元器件，以形成直充通路。

可选地，为了实现直充充电方式，电源提供装置200与终端设备1200之间还可建立通信连接。终端设备1200在直充过程中与电源提供装置200保持通信，以形成闭环反馈机制，使得电源提供装置200能够实时获知电池1220的状态，从而不断调整输出的直流电压，以保证电源提供装置200提供的充电电压和/或充电电流的大小与电池1220当前所需的电压和/或电流相匹配。

在一些实施例中，若电源提供装置200输出的直流电压不满足终端设备1200的电池1220所需求的电压，则终端设备1200的电池充电电路1210可对接收的直流电压进行变换，得到满足电池1220当前所需的电压，再将得到的电压加载到电池1220，以对电池1220进行充电。可选地，电池充电电路1210可包括电荷泵、开关器件、电容等元器件，但不限于此。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)等。

如此处所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。合适的非易失性存储器可包括rom、可编程rom(programmablerom，prom)、可擦除prom(erasableprom，eprom)、电可擦除prom(electricallyerasableprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(staticram，sram)、动态ram(dynamicrandomaccessmemory，dram)、同步dram(synchronousdram，sdram)、双倍数据率sdram(doubledataratesdram，ddrsdram)、增强型sdram(enhancedsynchronousdram，esdram)、同步链路dram(synchlinkdram，sldram)、存储器总线直接ram(rambusdram，rdram)及直接存储器总线动态ram(directrambusdram，drdram)。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请的各个实施例上述方法的部分或全部步骤。

以上对本申请实施例公开的一种电源提供装置、充电方法及系统、计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。