CN113992034A

CN113992034A - 一种交流调压电路及其控制方法

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Publication number: CN113992034A
Application number: CN202011419450.6A
Authority: CN
Inventors: 马东林
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Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2040-12-07
Also published as: CN113992034B

Abstract

电容式交流调压电源，由电容分压器和运算电路组成。电容分压器将220V分压为44V、88V、132V、176V、220V输出到Vbuf，根据输出电压切换这些分压值到Vbuf。运算电路有充电调压和放电输出两步循环。充电期间的Vbuf值均为44V，仅开通S13/S17是充电调压，Va＝D*44V，当D变化1％时对应Va变化0.44V，当占空比在100％至0％循环时Va也将在44V至0V之间循环。放电输出期间Vbuf的值由低到高顺序切换，输出时仅开通S13/S16则Uout＝Vbuf‑Va，仅开通S14/S15时Uout＝Vbuf+Va。调高输出电压：当Uout＝Vbuf–Va时D以1％递减，或当Uout＝Vbuf+Va时D以1％递增，则输出电压Uout将以0.44V为步进值升高。

Description

一种交流调压电路及其控制方法

技术领域

本发明属于交流-交流电路应用设备，具体实现交流电压调压功能。

背景技术

传统的交流调压器采用的是自耦式变压器的形式，用手柄转动或用电机转动实现电压的调整。其体积笨重、调压反应慢、感性输出特征，使其移动不变、应用空间受限，以及感性输出对负载的冲击较大，特别是当关闭电源是，由于电感的特性会有高压冲击输出。

发明内容

本发明提出了一种基于电容换能的开关式交流调压电路，可以实现容性输出而且轻便易携带。

如图1所示：以Vbuf分为了左右两个电路，左边的是接在AC220V交流输入电源Uin上的，作为输入级主要作用是分压功能；右边的是接输出电源Uout的，作为输出级主要作用是运算功能。

以下将分别对分压和运算功能进行详述。

图2是图1中的输入级部分，图3是图2工作的波形图。

如图2，输入级是一个电容分压器，由5个电容C1～C5串联而成，每个电容分得1/5的Uin电压。设Uin的上正下负为AC220V的正半周，上负下正为AC220V负半周。图3画出了输入电源Uin分压后在Vbuf上形成的电压值，横轴是时间轴，纵轴从上至下依次是输入电压Uin、开关S1～S10的组合列表、Vbuf获得的电压值。

在图2中，在Uin的正半周而Vbuf需要-Uin*5/5的电压时(反相输出)，只开通S1/S12，Uin的IN_L通过路径line-A输出到BUF_N，而IN_N通过line-B输出到BUF_L，则Vbuf＝-220V*5/5，如图2中的开关S1、S12以及图3中的Uin*5/5阶段中对应的开关和Vbuf输出；而只开通S2/S11则Vbuf＝+220V*5/5，此时输出电压与输入电压是同相关系。

当Vbuf需要-Uin*4/5的电压时，只开通S1/S10或S3/S12，则Vbuf＝-220V*4/5，如图3中的Uin*4/5阶段中对应的开关和Vbuf输出；而只开通S2/S9或S4/S11则Vbuf＝+220V*4/5……以此类推，Vbuf可以输出(0～1)倍的电容电压：分别是AC220V的正半周的-1/5、-2/5、-3/5、-4/5、-5/5；以及0、+1/5、+2/5、+3/5、+4/5、+5/5。

在Uin的负半周时，由于电容分压器的每个电容(C1～C5)都接了一个开关桥，同样可以获得上述结果：Uin的-1/5、-2/5、-3/5、-4/5、-5/5；以及Uin的0、+1/5、+2/5、+3/5、+4/5、+5/5。所以下文只讨论AC220V的正半周并且Vbuf输出为正的情况。换算为实际AC220V电压有效值：

(0～5/5)*220V＝0V～220V；对应的电压点的值分别是(下文中Uin默认均为+220V值)

Vbuf＝Uin*0/5＝220V*0/5＝0V，

Vbuf＝Uin*1/5＝220V*1/5＝44V，

Vbuf＝Uin*2/5＝220V*2/5＝88V，

Vbuf＝Uin*3/5＝220V*3/5＝132V，

Vbuf＝Uin*4/5＝220V*4/5＝176V，

Vbuf＝Uin*5/5＝220V*5/5＝220V。

以上就是图1中的输入级，在AC220V输入情况下，经开关S1～S12切换后，在Vbuf上可以出现的值，这些值将作为调压的基准值加载到输出Vbuf，然后根据输出的需要随时进行切换的。比如从0V到44V，从44V切换到88V等等。

实际的交流调压器输出电压是0V到升压，比如0V～1.2Uin也就是0V～264V，而且是连续可调的、固定的步进值，单纯用输入级完成不了交流调压器的功能。

一是实际开关管的占空比不会是0％～100％，因为在接近0％和接近100％的地方驱动电路并不稳定；二是步进值无法固定，因为最小的

((Uin*1/5)*D)＝△Vbuf_min，和最大的

((Uin*5/5)*D)＝△Vbuf_max，它们的步进值相差了

(220V*1％)*(4/5)＝1.76V，其中D表示开关驱动信号PWM的占空比，这里是假定最小变化量为1％；三是输入级无法实现升压功能，它仅仅是一个纯粹的电容分压器。

在输入级的辅助下，输出级便可以连续可调的固定步进值，输出0V到升压的功能，比如0V～1.2Uin连续可调，即0V～264V连续可调。

图4是图1的输出级，图5是图4的工作时序图。

图4的电路有两个工作过程：充电调压过程，即Vbuf给Ca充电，此期间的Vbuf记为Vbj，等量关系是Vbj＝Vbuf；放电输出过程，即Ca叠加Vbuf放电，此期间的Vbuf记为Vbase，等量关系是Vbase＝Vbuf。

充电调压过程：当以PWM信号仅驱动S13/S17工作时，开关驱动信号PWM的占空比D决定给调压电容Ca充电的多少，调压时间段内Vbuf都以最小分压值输出，则

Vbj＝Vbuf＝(Uin*1/5)＝44V，

Va＝D*Vbj，则当D＝0％～100％时，有

＝0V～44V；当D变化1％是占空比的最小变化量时，Va获得最小调压步进值，为

△Va_min＝1％*44V＝0.44V。

输出过程：设Vadj和Vbase的电压极性与输出电压Uout极性相同均为上正下负，则

Uout＝Vbase+Vadj；

当仅开通S14/S15时，调压电容Ca与Vbuf是同向叠加，有

Uout＝Vbase+Vadj＝Vbase+Va,

当仅开通S13/S16时，调压电容Ca与Vbuf是反向叠加，有

Uout＝Vbase+Vadj＝Vbase–Va，所以有

Uout＝Vbase±Vadj，而

Vadj＝±Va。

当调压电容Ca的电压因充电调压变化1％时，在开关桥S13～S16的切换下输出电压即可以正向增加0.44V，也可以负向减少0.44V。

以下将结合图5中的时序图，以输出电压值Uout的分阶段阐述如何完成调压功能，图5中标记了对应的时间点t0～t6，分别对应输出电压达到输入电压Uin的0/5、1/5、2/5、3/5、4/5、5/5电压点。

初始化：Vbj＝44V，并将Ca充电到44V，标志初始化过程完成。图中没有画出，从调压电容Vadj值已经是44V的时候开始。

t0～t1时段，输出电压0V～44V，调压期间Vbj＝44V，输出期间Vbase＝44V。

输出0V，当调压占空比为100％时，Ca获得电压

Vadj＝D*Vbj＝100％*44V，因Vbase＝44V，当

Uout＝Vbase–Vadj＝0V；

输出0.44V，当调压占空比为99％时，Ca获得电压

Vadj＝D*Vbj＝0.99*44V，因Vbase＝44V，当

Uout＝Vbase–Vadj，

＝44V-0.99*44V

＝0.01*44V＝0.44V；

输出0.88V，当调压占空比为98％时，Ca获得电压

Vadj＝D*Vbj＝0.98*44V，因Vbase＝44V，当

Uout＝Vbase–Vadj，

＝44V-0.98*44V

＝0.02*44V＝0.88V。

当充电调压开关S13/S17的驱动信号PWM以1％的占空比减小Ca的电压时，输出Uout可以获得以0.44V的步进值递增的电压，从0V开始，直到D＝100％的时后，进入下一阶段。

图5的t0～t1阶段中，列出了当输出为22V时，各变量的状态(从下至上)：

Uout，输出电压22V，由Uout＝Vbase–Vadj获得输出电压；

Vbase，当仅开通S13/S16输出期间Vbuf的电压值，由Vbase＝Vbuf＝44V；

Vadj，由Ca的剩余电压值Va决定，当PWM占空比为50％时，剩余50％*44V＝22V，因Vadj＝-Va，所以图中为-22V；

S13/S17是充电调压开关，PWM的占空比为50％；

S13/S16是放电输出开关，需要减法运算输出期间开通，即Uout＝Vbase–Vadj，占空比100％；

S14/S15是放电输出开关，需要加法运算输出期间开通，即Uout＝Vbase+Vadj，本阶段期间断开。

由以上分析可知，当初始化完成后，运算电路仅包括两个步骤，充电调压和放电输出。充电由开关S13/S17的驱动信号PWM及其占空比D的值决定充电调压值Va的多少，或者调压步进值大小，即充电调压过程；充电期间的Vbuf提供充电基准电压值，即D*Vbuf＝D*Vbj中的Vbj。输出由开关S14/S15正向叠加Ca电压Va到Vbase，完成加法运算输出Uout的电压值；或由开关S13/S16反向叠加Ca电压Va到Vbase，完成减法运算输出Uout的电压值；即Uout＝Vbase±Vadj。放电期间Vbuf的值就是输出基准电压值Vbase。

当调压到PWM的占空比D＝0％时，有

Uout＝Vbase–(D*Vbuf)

＝Vbase–0

＝Vbase，

而输出期间Vbuf＝Vbase＝AC44V，即AC0V～(Uin*1/5)，进入下一阶段。

t1～t2时段，输出电压为44V～88V；充电调压时Vbj＝44V；放电输出时Vbase＝44V。

充电调压：Vbj＝44V；调压开关S13/S17驱动信号PWM的占空比D＝0％～100％，以1％为占空比步进值递增；Vadj的值从0V～44V，以0.44V的电压值递增；开关S14、S15、S16保持断开。

放电输出：Vbase＝44V；仅开通S14/S15，开关S13、S16、S17保持断开；输出电压

Uout＝Vbase+Vadj

＝44V+(0V～44V)

＝44V～88V。

在输出为66V时(t1～t2时段的中点)，各变量的状态(从下至上)：

Uout，输出电压66V，由Vbase–Vadj获得输出电压；

Vbase，放电输出期间输出电压的基准电压值，由Vbase＝44V；

Vadj，由Ca的剩余电压值决定，当PWM占空比为50％时，剩余50％*22＝22V，因Vadj＝+Va，所以图中为+22V；

S13/S17是充电开关，PWM的占空比D为50％；

S14/S15是放电开关，仅在输出期间开通；

S13/S16在t1～t2阶段常开。

在t1～t2阶段，Uout同样以0.44V的步进值完成了从AC44V～AC88V的调压，只不过是以Uout＝Vbase+Vadj的加法运算方式完成的；Vbj仍然为(Uin*1/5)即44V，维持充电基准电压值不变，从而保证了调压步进值不变。

如图5所示，在t2～t3时段中，重复的是t0～t1的过程，只不过在放电输出期间Vbase＝(Uin*3/5)＝132V,基准电压值Vbase发生了变化，而Vadj始终都是以0.44V的步进值，以100％向0％递减；在t3～t4时段中，重复的是t1～t2的过程，只不过在放电输出期间Vbase＝(Uin*3/5)＝132V,基准电压值Vbase发生了变化，而Vadj始终都是以0.44V的步进值，以0％向100％递增。

这个重复的过程一直持续到(Uin*5/5)以后，就是图5中的t5～t6期间，输出电压高于了输入电压，以下将详述这个过程。

如图5，在t5～t6时间段中，充电调压期间Vbuf的值仍然维持为电容分压器的最小分压值(Uin*1/5)即44V，则最小步进值仍然是

△Va_min＝D*Uin*1/5)＝0.01*220V*1/5＝0.44V，

在t5时刻，对应的Vadj值刚好为0V，也就是上一阶段Va的值刚好调整为零了；

而放电输出期间，Vbase＝(Uin*5/5)即220V，也就是说

Uout＝Vbase+Vadj

＝220V+Vadj，而Vadj＝+Va＝D*Vbj，充电期间Vbj＝44V，

＝220V+(D*44V)，D的取值是从0％以1％的步进值递增到100％，所以

＝220V+((0％～100％)*44V)

＝220V+(0V～44V)

＝220V～264V。

也就是说，这一阶段中，Vbase的起始电压值是220V，调压期间基准值Vbj仍然是44V，当以0％向100％以1％步进值递增时，Va仍然以0.44V的电压步进值递增，并使输出电压Uout从220V升压到了264V，完成了调压的升压功能AC220V*(1+20％)的输出。

回到图4中，当充电调压时，开关S13/S17开通，而开关S14、S15、S16断开。开关S14、S16都没有开通负载就被完全断开，负载电压对调压充电回路无影响。图2的电容分压器的地BUF_N其实是浮地，比如输出C3电压(上正下负)时仅开通S6/S7，则C3的下端由开关S7连接到BUF_N端，而C3的上端由开关S6连接到BUF_L端，此时充电调压回路的最低电压是C3的负极，并不是最下端的电容C5的负极；所以，在Vbuf输出的时候，充电调压期间的地和放电输出期间的地是否为同一个最低电压点都无所谓，充电和放电互不影响。

继续图4，当放电输出时，无论是S14/S15开通正向叠加Vbuf输出，还是S13/S16反向叠加Vbuf输出，此时的电容Ca已经被串联到了输出回路，与之前充电的回路没有电位上的任何关系，输出电压就可以是

Uout＝Vbase+Vadj＝220V+Vadj，当Vadj＝+Va时，实现升压功能。

附图说明

附图1电容式开关调压电路原理图

附图2电容分压器

附图3电容分压器的工作波形图

附图4运算电路原理图

附图5运算电路工作时序逻辑图

附图6电容式开关调压电源方框图

具体实施方式

图6是一款电容式开关调压电源的方框图，由上面的功率电路和下面的控制系统构成。

功率电路：输入滤波、电容调压电路、输出滤波；其中电容调压电路又包括电容分压器和运算电路。输入滤波仅仅是滤除AC220V输入的杂波、尖峰等，使其输出信号VIN的220V交流波形更纯净。电容调压电路完成对VIN的调压功能，分压器由3个串联的电容构成，提供(VIN*0/3)、(VIN*1/3)、(VIN*2/3)、(VIN*3/3)的VBUF值；运算电路在VBUF的基础上完成0V～275V的调压输出VOUT，运算电路的结构同图4。输出滤波平滑VOUT中的开关调压频率成分，然后输出0V～275V调压值。

控制系统：辅助电源、MCU电路、开关驱动、PWM驱动、采样电路、调压电位器。辅助电源的输入由AC220V提供，其输出供给控制系统中的其他电路。开关驱动完成电容分压器的分压值从VBUF输出。采样电路包括四个信号即电容分压器的输入电压VIN、分压值VBUF、运算电路输出VOUT、调压电位器。MCU电路完成控制运算功能，根据采样获得的信号，开关驱动中的开关组合改变VBUF输出的分压值、PWM驱动中PWM的占空比，使输出VOUT满足需要的VOUT/VIN电压比。

PWM驱动的输出信号实际是一个合成的开关信号：在一个完整的输出周期中，被分成了PWM信号和开关信号，它们各占50％；PWM信号占前面的50％其占空比是可调的，用于驱动充电调压时间段中的充电调压开关；开关信号占后面的50％并固定为满额的50％高电平，用于驱动输出开关桥，完成正向叠加输出或反向叠加输出。

图6的工作原理。上电后，市电输入AC220V提供辅助电源的输入，辅助电源变压后转换为控制系统各电路需要的电压，控制系统开始工作。

MCU电路初始化后系统的各开关均处于断开状态，VIN是滤波后的AC220V，VBUF为0V，VOUT为0V，以及经调压滤波后的交流电压输出ADJ220V为0V。

MCU首先检测电位器的采样值，并有如下对应关系

RATE＝A*VP/VCC＝VOUT_max/VIN，其中

RATE表示调压器比值；

A是升压系数，就是调压器的升压倍数，

VP电位器的采样值，为0～VCC；

VCC是采样电路的供电电压；

VOUT_max是调压输出最大值；

VIN是调压输入值。

本实施例中，VOUT_max＝275V，VIN＝220V即

A＝VOUT_max/VIN

＝275V/220V

＝1.25。

例如，VCC＝3.3V，当前电位器的采样值是1V，可以计算出需要输出的VOUT值

VOUT/VIN＝A*VP/VCC，可得出

VOUT＝VIN*A*VP/VCC

＝220V*1.25*1V/3.3V

＝83.3V,

VOUT＝83.3V除以电容分压器的最小值，

VOUT/(VIN*1/3)＝83.3V/73.3V＝1余10，

即模数M为1，余数N为10。

模数乘以电容分压器的最小值Vbj就是输出电压基准值

Vbase＝M*73.3V＝1*73.3V＝73.3V；

余数的等量值就是调压电容Ca应该充电调压获得的电压值

Va＝N＝10V；

调压值与电容分压器的最小值的比值就是充电调压开关驱动信号PWM的占空比值

D＝Va/73.3V

＝10V/73.3V

＝13.6％。

也就是当前需要将充电调压开关的驱动信号PWM的占空比设置为13.6％，然后将这个信号加载到PWM驱动充电调压开关，同时MCU电路根据上述计算的电容分压器的最小分压值Vbj＝73.3V，使运算电路的电容Ca，在占空比为13.6％的PWM驱动下，充电调压电压Va＝10V。

然后在放电输出期间，根据上述计算的Vbase＝73.3V，控制系统驱动电容分压器的开关输出73.3V。

由于计算出的模数M＝1为奇数，说明当前处于一个周期的后半段(前半段是减法，后半段是加法)，所以

VOUT＝Vbase+Vadj

＝73.3V+D*73.3V

＝73.3V+13.6％*73.3V

＝83.27V，这就是调压后的VOUT的理论输出电压值。

当MCU电路检测到VOUT输出后，根据实际的VOUT/VIN与理论值比较，再次调整PWM的占空比：VOUT/VIN比理论值大则适当减小PWM占空比的值；比理论值小则适当增加PWM占空比的值。从而达到实际校正VOUT的作用。

如果调压旋钮转动了，需要改变输出电压，比如电位器的输出增加到1.5V，实现调整输出电压的过程如下：

计算输出电压值

VOUT＝VIN*A*VP/VCC

＝220V*1.25*1.5V/3.3V

＝125V；

对电容分压器的最小电压值Vbj＝73.3V求模求余

125V/73.3V＝1余51.7，

M＝1，N＝51.7；

得出调压值

Va＝N＝51.7V；

计算PWM占空比

D＝Va/Vbj

＝51.7V/73.3V

＝70.5％；

MCU控制PWM和开关信号，控制过程同上，输出

VOUT＝Vbase+Vadj

＝73.3V+70.5％*73.3V

＝125.0V；

MCU校正输出

MCU根据控制后实际检测到的VOUT和VIN，计算VOUT/VIN，然后进行校正，校正过程同上。这些被调压后的电压经输出滤波后，输出AC0V～AC275V之间的任意电压值。

如果MCU电路的PWM信号占空比的最小变化量是0.1％，则输出电压ADJ220V的最小步进电压值是

△ADJ220V_min＝(VIN*1/3)*0.1％

＝73.3*0.001

＝0.0733V。

由此可见，输出电压最小步进值取决于MCU电路生成的PWM信号的占空比的精度，和程序中确定的最小变化量。

由于电容分压器的输出可以是VIN的1/3、2/3、3/3，充电调压的步进值同样也是可以改变的，因为充电调压期间的Vbj＝VBUF提供的基准电压变了，同样设占空比变化量为0.1％，它们分别对应为

△ADJ220V_a＝(VIN*1/3)*0.1％＝0.0733V；

△ADJ220V_b＝(VIN*2/3)*0.1％＝0.1466V；

△ADJ220V_c＝(VIN*3/3)*0.1％＝0.2199V。

如果占空比以5％步进，则输出电压步进值

△ADJ220V_a＝(VIN*1/3)*5％＝3.665V；

△ADJ220V_b＝(VIN*2/3)*5％＝7.33V；

△ADJ220V_c＝(VIN*3/3)*5％＝10.995V。

Claims

1.交流调压电路结构由电容分压器和运算电路组成，电容分压器的结构特征是

输入电源(Uin)的一端(IN_L)连接到电容分压器的节点一(Nd1)，输入电源(Uin)的另一端(IN_N)连接电容分压器的节点四(Nd4)，

开关一(S1)的另一端、开关二(S2)的一端、电容一(C1)的一端连接到节点一(Nd1)，开关三(S3)的另一端、开关四(S4)的一端、电容二(C2)的一端、电容一(C1)的另一端连接到节点二(Nd2)，开关五(S5)的另一端、开关六(S6)的一端、电容三(C3)的一端、电容二(C2)的另一端连接到节点三(Nd3)，开关七(S7)的另一端、开关八(S8)的一端、电容三(C3)的另一端连接到节点四(Nd4)，

开关二(S2)的另一端、开关四(S4)的另一端、开关六(S6)的另一端、开关八(S8)的另一端连接电容分压器的输出(Vbuf)的一端(BUF_L)，

开关一(S1)的一端、开关三(S3)的一端、开关五(S5)的一端、开关七(S7)的一端连接电容分压器的输出(Vbuf)的另一端(BUF_N)；

运算电路的结构特征是

电容分压器的输出(Vbuf)的一端(BUF_L)连接有开关十三(S13)的一端、开关十五(S15)的一端，电容分压器的输出(Vbuf)的另一端(BUF_N)连接到节点七(Nd7)，

开关十三(S13)的另一端、开关十四(S14)的一端、调压电容(Ca)的一端连接到节点五(Nd5)，开关十五(S15)的另一端、开关十六(S16)的一端、调压电容(Ca)的另一端、开关十七(S17)的一端连接到节点六(Nd6)，开关十七(S17)的另一端连接到节点七(Nd7)，

开关十四(S14)的另一端、开关十六(S16)的另一端连接到输出(Uout)的一端(OUT_L)，节点七(Nd7)连接到输出(Uout)的另一端(OUT_N)。

2.交流调压电路的控制方法包含电容分压器的控制方法和运算电路的控制方法，前述两个控制方法分别在两个时间段中循环工作

在充电调压时间段中，电容分压器的控制方法完成调压的基准值(Vbj)，运算电路的控制方法完成调压电容(Ca)的调压值(Vadj＝±Va＝D*Vbj)，

在放电输出时间段中，电容分压器的控制方法完成输出电压基准值(Vbase)，运算电路的控制方法完成输出电压基准值(Vbase)与调压值(Va)的运算(Vbase±Vadj)而改变输出电压(Uout＝Vbase±Vadj)；

电容分压器的控制特征是

电容分压器有N(N为奇数)个串联的电容(C1、C2、C3)，

电容分压器的最小分压值(Vbj)等于输入电压(Uin)除以串联电容的总个数N(Vbj＝Uin/N)，

电容分压器可以输出一倍最小分压值(1*Vbj)

控制系统仅开通开关二(S2)、开关三(S3)或仅开通开关四(S4)、开关五(S5)或仅开通开关六(S6)、开关七(S7)，

二倍最小分压值(2*Vbj)

控制系统仅开通开关二(S2)、开关五(S5)或仅开通开关四(S4)、开关七(S7)，直到N倍最小分压值(3*Vbj)

控制系统仅开通开关二(S2)、开关七(S7)，以及负向的一倍最小分压值(-1*Vbj)

控制系统仅开通开关一(S1)、开关四(S4)或仅开通开关三(S3)、开关六(S6)或仅开通开关五(S5)、开关八(S8)，

二倍最小分压值(-2*Vbj)

控制系统仅开通开关一(S1)、开关六(S6)或仅开通开关三(S3)、开关八(S8)，直到N倍最小分压值(-3*Vbj)

控制系统仅开通开关一(S1)、开关八(S8)，

以及0V

控制系统不开通任何开关；

运算电路的控制特征是

控制系统依据当前需要输出的电压值(Uout)除以电容分压器的最小分压值(Vbj)，得出模数(M＝Uout/Vbj)和余数(N＝Uout％Vbj)，

模数值(M)的奇数值决定电容分压器的输出(Vbuf)在放电输出期间的电压基准值(Vbase＝M*(Uin*1/N))，

余数决定在充电调压期间应该给充电调压电容(Ca)的充电调压值(Va)，

用余数(N)的等量充电调压值(Va)除以电容分压器的最小分压值(Vbj)作为充电调压开关十三(S13)、开关十七(S17)的驱动信号(PWM)的占空比值(D＝Va/Vbj)，

以计算的占空比值(D)的驱动信号(PWM)驱动开关十三(S13)、开关十七(S17)工作并给充电调压电容(Ca)充电到等量于余数(N)的电压值(Va＝D*Vbj)，

在放电输出期间，用模数值(M)决定运算电路的计算方法

当模数值(M)是奇数时，控制系统仅开通开关十四(S14)、开关十五(S15)，用输出电压基准值(Vbase)加上充电调压电容(Ca)的调压值(Vadj＝+Va)作为输出电压值(Uout＝Vbase+Vadj)，

当模数值(M)是偶数时，控制系统仅开通开关十三(S13)、开关十六(S16)，用电压基准值(Vbase)减去充电调压电容(Ca)的电压值(Vadj＝-Va)作为输出电压值(Uout＝Vbase-Vadj)；

改变输出电压的控制特征是

输出电压(Uout)的最小步进值(△Uout_min)等于占空比(D)的最小变化量(1％)乘以充电调压期间的电容分压器的输出电压值(Vbj)(△Uout_min＝1％*Vbj)，

升高输出电压(Uout)的控制方法是

当模数值(M)是奇数时，在充电调压期间按照最小步进值(△Uout_min)递增输出电压(Uout+△Uout_min)，

当模数值(M)是偶数时，在充电调压期间按照最小步进值(△Uout_min)递减输出电压(Uout-△Uout_min)，

降低输出电压(Uout)的控制方法是

当模数值(M)是奇数时，在充电调压期间按照最小步进值(△Uout_min)递减输出电压(Uout+△Uout_min)，

当模数值(M)是偶数时，在充电调压期间按照最小步进值(△Uout_min)递增输出电压(Uout-△Uout_min)。