在信息系統中，例如數據中心，遇到電力中斷時，系統通常需要在幾分鐘內持續運行，隨后由備用電源，如發電機，恢復供電。高效的DC-DC轉換器在這種情況下扮演著電池備份系統（BBU）的接口角色。此時，為了維護設備的運轉，通常會使用電池組，其上的壓降需要通過電源轉換接口來調整，以保持適當的總線電壓。此外，電池組還需供電以補償事件后的能量損耗。如果單一的雙向DC-DC轉換器可以同時承擔電池充電和總線接口的功能，那么它將在成本和尺寸上帶來顯著的優勢。

雙向DC-DC變換器不僅能夠從輸入端向輸出端傳輸功率，還能從輸出端回流至輸入端。這種變換器的輸出狀態可以在電壓-電流（Vo-Io）平面的第一和第二象限內變化，即使在輸入和輸出端口互換的情況下仍能完成電壓變換功能。這樣的雙向功能實際上等同于將兩個單向DC-DC變換器結合在一起，使得在需要雙向能量流動的場合能大幅降低系統的體積、重量和成本，這使得雙向DC-DC變換器具有重要的研究和應用價值。

雙向DC-DC變換器，也被稱為雙向直流-直流變換器，是一種能夠實現直流能量雙向流動的設備，主要被應用在混合動力汽車和直流不間斷供電系統中。這種變換器采用經典的BUCK/BOOST電路拓撲結構，具備升壓和降壓的雙向變換功能。當能量從C1流向C2時，變換器處于BOOST模式，實現升壓；而當能量從C2流向C1時，則工作在BUCK模式，實現降壓。這種轉換器能夠將耗散的能量回收至系統中，實現電池測試和充電能量的循環利用，從而降低了因充放電轉換效率損失所引起的功耗。

在實際應用中，也可以通過將兩臺單向DC-DC變換器進行反并聯連接來實現能量的雙向傳輸。傳統的單向變換器主要的功率傳輸路徑上需要二極管，這意味著能量流向依然是單向的。然而，這種連接方式通常會導致系統的體積和重量增加，效率降低，成本上升。因此，最佳的解決方案是通過一臺變換器，將單向開關和二極管改為雙向開關，并配合合理的控制策略，從而實現能量的雙向流動。

例如，假設一個兩相交錯并聯Buck變換器在理想狀態下運行，忽略所有元件的寄生參數。如果兩相的電感和占空比相等，驅動信號的相位差為180°，輸入電壓為Udc，蓄電池端電壓為Ub，其拓撲結構如所示。類似于傳統的Buck變換器，兩相交錯并聯的Buck變換器有連續導通模式（CCM）和斷續導通模式（DCM）兩種工作模式。在DCM模式下，變換器的負載能力減弱，兩相電感電流可能歸零，因此在工程應用中通常要求變換器工作在CCM模式下。在一個開關周期T內，兩相交錯并聯Buck變換器的工作模態分為四個階段。