4.5.1  两象限运行的斩波电路

为了双向运行，如图4.15a所示，考虑由SDA-1与图4.2a中的SDA-2并联连接的情况。动作时，虽然是两个SDA同时on-off（限于后述的互补动作），但是由于持流电抗器势头的存在，所以自动选择电流通路。正向输入电流i_1F一定会流过SDA-2，而反向输出电流i_1B则会流过SDA-1，这就是两象限斩波电路。

根据一般惯例，两象限斩波电路是如图4.15b所示的两个SDA进行融合而表现为SDA-3的形式，将其命名为两象限斩波电路SDA-3（或者半桥SDA-3）。IGBT和二极管反并联连接，将两者融合在一起形成单体，定义为桥臂Q。另外，上下两个桥臂Q₁（SD₁+D₁）和Q₂（SD₂+D₂）合在一起称为桥路。从此以后，都以该SDA-3的器件符号为基础进行说明，因此，SDA-3中各个二极管被处理为SD的反并联二极管^[2]。另外，像这样的SDA-3作为单个IPM在市场上进行销售，称它为单个桥路构成的IPM。

SDA-3通常用于具有E₁和E₂两个不同电压值的直流电源间进行功率交换的场合。为了便于说明，根据SD₂-D₁对（原SDA-2）或者SD₁-D₂对（原SDA-1）的情况进行单独动作。前者是从E₁到E₂的升压过程（第一象限），后者是相反方向的降压过程（第四象限）。当然，在工作过程反转或者停止工作时，两者的SD都应该处于停止状态（off状态）^[3]。

图4.15c所示为两象限斩波电路的工作范围。例如，在第1象限内式（4.34）成立，式中，T₂表示SD₂的on状态时间，T₀表示SD₂的off时间。由于从E₁升压后所得输出电压大于E₂，所以功率流从A1-A2端子向B1-B2端子流动，属于升压过程。

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图4.15 两象限运行的斩波电路

，即式（4.3）的另一种表示法 （4.34）

另一方面，在第4象限，T₁表示SD1的on状态时间，T₀表示SD1的off状态时间，功率流从B1-B2端子流向A1-A2端子，属于降压过程，条件由式（4.35）给出。

，即式（4.1）的另一种表示法 （4.35）

该变换器的等价电路如图4.15d所示，它可以双向功率流动，工作范围限定为E₂>E₁。当E₂<E₁时，与SD的动作无关，功率会通过D₁从A1-A2端子流向B1-B2端子。

该变换器也称为双向斩波电路。当然，双向动作是以图4.15a中带有电池或发电功能的负载为前提的。另外，不动作时使上下桥臂的SD截止，其理由是上述两个式子是以电流连续为前提的。若不暂停的话，由于电压的变动可能会进入无法预测的电流不连续工作范围^[4]，从而导致问题的发生。