4.5.3 四象限斩波电路的控制
四象限斩波器的SDA有4个桥臂（两个桥路），给各个桥臂的SD门极发送一系列on-off矩形信号来实现控制。由on和off的时间宽度来控制输出平均值，所以称为PWM控制。PWM控制信号的发生采用三角（载）波比较法，控制构成分为三电平控制和两电平控制。
前者是以对直流的变换为目的的，为了插入零电压段，故而使输出端电压eab（见图4.16a）在+E1、0、-E1的三个电平上变化。后者则是以对交流的变换为目的的，各个桥路独立地只在+E1、-E1两个电平上变化，结果使eab的一部分形成零电压段。
1.三电平控制——作为四象限斩波电路的控制
通过图4.18所示的三角波比较法可以得到三电平控制的时间系列信号（on-off控制矩形脉冲波）。如图4.18a所示，幅值为1的两个三角载波隔着横向零轴上下放置，上部三角波承担Q1-Q2桥路的PWM控制，下部三角波承担Q3-Q4桥路的控制。譬如说，需要输出电压值是dE1时，就产生以d为幅值（-1<d<1）的调制波，使其与上述的三角载波进行比较。例如，图的前半部分显示了要求d值为正时的情况，由于d是正值，所以与上部三角波进行比较，d值大于三角波范围的信号脉冲波取为1值，反之，进入小于三角波范围时信号脉冲波切换为0，根据上述信号脉冲波，桥臂Q1和Q2被控制。另一方面，由于下部载波与调制波没有交叉，所以桥臂Q4被固定为on状态。其结果是输出电压eab的波形显示为图4.18b的前半部分，它是幅值为E1～0的矩形脉冲波。假设理想SD进行动作，并将纵轴幅值坐标由E1～0变为1～0，那么它就是Q1-Q2桥路的控制信号脉冲波。通常d被称为PWM控制的调制度，依据用途可以任意改变其值（例如图5.2用正弦波）。
然后，在图的后半部分d变为负值，Q1-Q2和Q3-Q4的角色交换，由于调制波一直在上部三角波的下面，所以Q2固定为on状态。另一方面，它与下部三角波比较后形成控制Q3-Q4的信号脉冲波。由于d为负值，所以若d值大于（在它的上面）下部三角波，则Q4变为on状态；若小于（在它的下面）下部三角波，则Q3变为on状态。其结果显示为图的后半部分eab的波形。由此可见，整个波形以E1～0～（-E1）的三个电平进行变化。
图4.18 四象限斩波电路用的三电平PWM电压脉冲波发生概念图
一般来说，四象限斩波电路基本用于输出正负直流电压的装置，但是如果d值以正弦波形状周期性变化，则输出电压eab会变为受PWM控制的交流电压，此时可将其看作单相逆变器（参考5.1.1节）。更进一步讲，对其进行整流后作为直流利用的情况也很多。此时，在交流动作的部分可以插入变压器，目的是实现输入输出侧的电气隔离和调压。在这种情况下，为了使变压器小型化，必须采用高频的交流工作频率，为此，通常采用正负各一个脉冲的三电平波形。另外，虽然中间有交流动作的部分，但是以形成直流输出为前提的场合中的SDA-4定义为四象限斩波电路。(https://www.daowen.com)
以上利用模拟波形进行了说明，这是采用模拟电路进行控制的时代的产物。近年来大都采用微型计算机进行控制，三角波被微控制器的升降计数器的计数值所取代，与特定的设定基准值相比较，从而产生控制信号矩形脉冲波。
例4.6
根据三电平控制原理，证明输出电压矩形脉冲波的平均值与调制波的幅值成比例关系。
解 令调制波幅值为d，三角波的最低点处于时刻0，三角波边的斜率为2t/T。三角波和调制波交点的时间坐标为t1，因为d=2t1/T，所以矩形脉冲波的幅值为2t1=dT。于是，输出电压平均值为2t1E1/T=dE1，由此可知输出电压平均值与调制波的幅值成比例关系。
2.两电平控制——作为交流（单相）逆变器的控制
上述的三电平控制方法在直流输出的四象限斩波器中被广泛使用。在另一方面，虽然是相同的SDA-4，如果是用于交流输出的单相逆变器的场合，则此时主要采用各个桥路独立控制的两电平控制方法。图4.19所示为该控制的例子。两个桥路的控制采用同一三角载波，各桥路的调制波与三角载波相比较，从而产生矩形脉冲波，Q1-Q2桥路对应的调制波幅值为d（变量），Q3-Q4桥路对应的调制波幅值为d∗。两者和三角波比较后产生PWM波进行控制。图中的第2段和第3段显示了各个桥路中点端子的输出电压矩形脉冲波，由于它们都在E1和0的两电平间进行变化，所以称为两电平控制。同一桥路的上下桥臂必须互补动作，图中这些矩形脉冲波的平均值分别是dE1和d∗E1。
图4.19 基于两电平控制（两个桥路独立控制）的PWM波形发生概念图
另外，图中第4段波形显示的两个桥路中点的电压差就是端子间输出电压eab，它是三电平的矩形脉冲波，平均值为（d-d∗）E1，若平均值为正弦波，则其成为单相交流逆变器。