4.5.4 环路切换型功率变换的要点
图4.16所示的四象限斩波电路是功率变换器的一种基本形式，若输出电流和电压的极性进行周期性变化，则其变为直流-交流变换器（单相逆变器）。图4.20所示为其工作过程，下面将详细说明该工作过程中所包含的功率变换要点。
图4.20a所示为图4.16a的SDA-4四象限动作时输出电压电流波形的例子。首先，对于第1象限的电流波形，参考图4.17，SD1（Q1的IGBT）导通，输出电压eab变为E1，电流i2流过SD1-SD4持续上升。其次，SD1关断，电流通过D2（Q2的二极管）进行换路，eab变为零值，电流开始逐渐减少。此时SD2（Q2的IGBT）互补导通[9]，但该动作只是附带动作，整体的动作不受影响。在该电路的工作过程中，它具备了零电压段和持流电抗器的必需条件，明确地表示了它进行的是环路切换型功率变换。然而，在3个脉冲之后eab切换为负极性，从而进行了电源切换型功率变换的动作，所以整个工作过程属于复合型功率变换（见表3.3）。
图4.20 作为四象限直流斩波电路的直流-交流变换器的功能（注意端子符号）
图4.20b所示为本电路的等效电压源（VRS）电路。若考虑它为单相交流电源，且不受负载影响，则可称SDA-4为电压源型逆变器，即为输出指定电压值及其波形的逆变器。可是，这只是一种解析逆变器动作的有效方法，切不可忘记必须包括持流电抗器在内才是一个整体的装置。该整个装置本身是图4.20c所示的电流源（CRS）。因为在实际的应用场合中电流源很难直接定量控制，大多数是加上电流控制环来进行定量控制的，故也称其为电流控制逆变器。
这里需要特别注意的是，电路的工作过程中含有交流动作部分，这为引进变压器提供可能，具体将在下节说明，从而可以灵活运用输入输出间的绝缘、升降压或者电荷量变换等功能。由于它与单相逆变器的区别并不明显，因此下面来解释两者的区别。
1.伴随交流动作的四象限斩波电路
虽然四象限斩波电路也输出交流，可是基本上是以通过整流获得直流为前提的。如图4.21a所示，在实际的应用场合中一定要根据三电平控制来输出单一脉冲波形，这样做可以使一个周期内SD的开关次数最小，通过提高输出频率来达到使中间变压器小型化的目的。
2.单相逆变器(https://www.daowen.com)
对于单相逆变器，减少交流输出中的高频分量是其重要课题，一般采用后面将要讨论的图5.2所示的两电平控制。图4.21c所示为调制波是方波时的情形，在半个周期内变为最少两个脉冲波形。
图4.21 四象限斩波电路的输出控制波形（图c的波形依据图5.2所示的控制方法）
再者，上述的1和2都是在最大输出的情况下变为图4.21b所示的180°方波[10]，因此两者无法区分。在180°方波时，由于没有零电压时间段，所以此时变为单纯的电源切换型功率变换，这在实际中常被应用于形成大容量电源。此时三相甚至多重化构成的情况比较多，基于这种方式构成三相商用电源的例子将在后面的图5.46中给出[11]。
综合以上的说明，环路切换型功率变换的要点是：
1）为了进行自由的环路切换，不能用他励SDA方式构成；
2）在SDA的开关动作中存在零电压（时间）段，在这个时间段内，电源和负载不被同一电路连接，且相互隔离；
3）为了稳定地换流，以及升压和降压，持流电抗器是必需的。
4）由于零电压段的存在，输入输出的电荷量不同，所以会引起电荷量的变换。
5）四象限工作过程中若含有交流动作部分，则在那里可以插入变压器。