传统化石能源的耗竭速度不断加快,给地球环境带来了很大的影响,同时也限制了人类未来的发展。减少传统化石能源的使用,并提高清洁能源的使用率是减小环境污染破坏的有效方法。光伏、风力等应用的清洁能源资源丰富、分布广泛、使用方便、对环境破坏小,可与生态环境相适应。但单一新能源供电存在不稳定、不连续、受环境因素影响大等缺陷,为了克服上述缺陷,实现新能源的优先充分利用,需采用多种新能源联合供电的多输入逆变器。本文在论述了传统两级多输入逆变器发展研究现状并分析其电路结构和体积重量等一系列特点的基础上,提出了一种串联同时供电Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器,对其全桥式电路拓扑、单极性移相SPWM主从功率分配能量管理控制策略、稳态原理特性和主要参数设计等关键问题进行详细的理论分析,在此基础上进行了多输入逆变器的仿真分析、样机设计和实验,获得了重要结论。所提出的多输入逆变器是由多路串联同时选择功率开关电路、单输入单输出高频逆变电路、高频变压器、周波变换器和输出滤波器依序级联构成;提出的单极性移相SPWM主从功率分配能量管理控制策略,通过高频逆变电路右桥臂相对于左桥臂的移相生成双极性多电平SPWM波,再经高频变压器隔离变压和周波变换器将其解调成单极性多电平SPWM波,实现了多输入源的主从功率分配、输出电压的稳定以及不同供电模式之间的平滑切换等功能。深入研究了串联同时供电全桥Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器在正向传递能量(uo>0、i Lf>0)和反向回馈能量(uo>0、i Lf<0)两种功率传递方式时的高频开关过程,推导了多输入源占空比表达式,并根据表达式绘制了四象限外特性曲线。分析共模电压对电路造成的影响,给出了输入源共模干扰抑制策略。建立了串联同时供电全桥Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器的小信号模型,为控制器的设计奠定了理论基础,推导出各功率开关的电压、电流应力,给出了高频变压器、输入输出滤波器等主要参数的设计准则。设计并研制成功了1kVA 240-360VDC/220V50Hz AC串联同时供电全桥Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器样机,仿真和样机实验结果表明,所提出的多输入逆变器实现了高频变压器双向对称磁化、高频逆变桥超前桥臂零电压开关和滞后桥臂零电压关断、周波变换器ZVS换流,具有单级功率变换、输出与输入高频电气隔离、占空比调节范围宽、输出电压纹波小、变换效率高、体积重量小、成本低等优点,验证了提出的电路拓扑和能量管理控制策略的正确性与先进性,在新能源供电方面有良好的应用前景。