雙象限直流變換電路
正文
輸出電平(電壓或電流)平均值的極性為可逆的直流變換電路。其特點是電路具有雙向傳輸功率的能力，即負載既可向直流電源吸取電能，也可向直流電源反饋電能，又稱雙向電路。在實用中可構成具有再生能力的直流調速系統。屬於這一類電路的有輸出電流平均值i0極性為可逆的電路和輸出電壓平均值u0的極性為可逆的電路。輸出電流i0極性可逆的變換電路 i0的幅值和極性可隨控制信號而變，但輸出電壓u0的極性則恆為正值的電路。該電路可運行於伏安特性的第一和第二象限（電壓用縱軸），當負載為直流電動機時可構成具有再生制動能力的不可逆調速系統，如捷運牽引系統。當電路工作於第一象限時，電機運行於正轉電動狀態。當減速或停車時，電路將轉到第二象限，電機則處於正轉再生制動狀態。負載中電能經變換電路反饋到直流電源。用於實現上述功能的常見電路有級聯電路和丘克電路等。
級聯電路 由降壓型和升壓型電路級聯而成的雙象限變換電路。其輸出電流平均值i0極性為可逆。電路結構如圖1所示。
圖中uE是負載等效電流電壓源(在電機負載下它與電樞反電動勢相平衡)。當電路工作於第一象限時,T1和D1輪番通斷(T2和D2常斷),電路宛如一隻降壓型電路（見單象限直流變換電路），u 0>0，i0>0；當電路工作於第二象限時，則有T2和D2輪番通斷（T1和D1常斷），電路宛如一隻升壓型電路，將負載中的能量反饋到直流端,u0>0,i0<0（按圖1所標正方向）。 丘克電路 由單象限丘克電路反並聯而成的雙象限變換電路。其輸出電流平均值i0極性也為可逆。電路結構如圖2a所示。
圖中uE的性質與圖1相仿。當電路工作於第一象限時,T1導通期τ1長於T2導通期τ2(τ1+τ2=Tc,Tc為斬波周期)，故u0>0，i0>0（按圖示u0和i0的正方向）,負載從直流電源吸取電能；當電路工作於第二象限時，則有T2的導通期τ2長於τ1,於是i0＜0，u 0＞0，負載中的電能（由電壓源uE提供）經變換電路反饋到直流電源。電路工作狀態的變換均由可控元件T1和T2控制極信號分布狀態決定。圖2b為由雙極型功率電晶體組成的電路。其中T1為N-P-N型,T2為P-N-P型,故可共用一個基極控制信號ug,脈寬τ1和τ2由外加控制信號決定。 輸出電壓u0極性為可逆的變換電路 輸出電壓平均值u0的幅值和極性可隨控制信號而變，但電流平均值i0極性恆為正的變換電路。該電路可運行於伏安特性的第一和第四象限（電壓用縱軸）。當負載為直流電動機時可構成具有再生制動能力的可逆調速系統，如吊車卷揚機構的拖動系統。當吊鉤提升重物時，電機工作於正轉電動狀態，電路運行於第一象限，電機從直流電源吸取能量並將其轉化為重物位能。當吊鉤降下重物時，電機在重物的驅動下反轉並工作於發電狀態，其電磁轉矩作為克服重物下墜轉矩的制動轉矩，電路運行於第二象限，重物位能被轉化為直流電能並反饋到直流電源。
電路結構如圖3所示。
當電路工作於第一象限時，T1常通而T3時通時斷。當T3關斷時，D4導通，i0＞0，u0＞0,其幅值由T3占空比D決定。當電路工作於第四象限時,電機反轉,uE＜0,控制電路使T1常斷而T3時通時斷。當T3關斷時,D2、D4導通,i0＞0，u0＜0。當T3導通時,有D4導通，i0＞0，u0=0。當T3輪番通斷時，有i0＞0,u 0＜0,其幅值由T3占空比D決定。 參考書目
B.M.Bird ＆ K.G.King,An Introduction to Power Electronics,John Wiley ＆ Sons,New York,1983.
