双输入逆变拓扑不仅通过单个逆变器集成两个输入端，实现两个电源同时或分时向负载供电；而且在新能源发电场合，相较于传统的两级式逆变器，能实现部分能量的单级传输，因此具有高集成度、高效率和高功率密度等优点。目前对于双输入结构逆变拓扑的研究还比较少，尤其是在电机变频调速等需要逆变器四象限运行的场合，仍为一片空白。本文以此为出发点，提出一种基于双降压型、具备四象限运行能力的双输入五电平逆变拓扑，以解决双输入逆变器四象限运行问题，一定程度上拓展了其应用领域。
　　首先，推导了双输入双向 Buck 单元形成规律，以此构建了具备四象限运行能力的双输入五电平逆变拓扑，研究了适用于该拓扑的自适应双载波调制策略，详细分析了其在四象限运行时的工作模态，探讨了双输入结构所特有的功率传输特性：单电源模式下构建准两级式逆变系统，实现部分功率可以不经过前级电路直接向负载传输。针对拓扑的环流问题，提出一种改进型双输入双向 Buck 单元，基于此构建了无环流双输入五电平逆变拓扑。通过计算并对比改进前后逆变器的功率器件损耗，得出无环流双输入五电平逆变器损耗更低、效率更优的结论。
　　然后，建立了双输入五电平逆变器滤波环节、自适应双载波SPWM环节以及数字控制带来的延时和采样保持环节的等效模型，推导了系统的开环传递函数，通过对比基于 PI、PR 和准PR不同控制方式的逆变器性能，确定了双闭环控制器的优选方案，进而对系统内、外环路进行了详细设计并确定了调节器的具体参数。
　　接着，针对单电源模式下双输入五电平逆变器高直流输入端电压在前级电路开关瞬间叠加有电压尖峰的问题，详细分析了前级Boost电路中功率器件开通和关断的瞬态过程，建立了基于开关管和二极管的换流单元解析模型，揭示了前级Boost电路输出电压在开关瞬间产生尖峰的根本原因，并据此提出了“减缓开关速度”和“降低输出端寄生电感”两种对电压尖峰的抑制方法。
　　最后，搭建2kVA的原理样机，对有环流和无环流双输入五电平逆变器的工作模态、效率特性以及闭环控制进行了仿真和实验验证，证明了理论分析的正确性与拓扑结构的可行性；此外，还通过设计一台2kW的前级Boost电路，验证了所提两种输出电压尖峰抑制方法的有效性。