随着可再生能源对传统能源的逐步取代,能有效利用可再生能源的直流微电网开始兴起。双向DC-DC变换器由于能够实现能量的双向流动在直流微电网中能起到平衡直流母线电压的重要作用。利用基本开关单元能构造一系列的双向DC-DC变换器,但受结构所限,其只能进行较为简单的单移相调制,存在回流功率过大等问题,同时变换器容量的提升需要增加输入端串联储能单元的个数,这使得变换器开关管的电压应力不断增大。对于拥有大量储能单元的直流微电网系统,本文提出一种双输入双向DC-DC变换器的构造方法,构造的双输入变换器控制更加灵活,能够实现双重移相调制,降低了变换器的回流功率和电流应力,同时在最大传输功率相同的情况下减小了开关管的电压应力,相对于单输入变换器更有优势,值得进行研究。本文首先介绍了双向DC-DC变换器的研究现状、构造隔离型双向变换器的基本开关单元以及多输入变换器的常用构造方法。通过对基本开关单元的工作原理进行分析指出不同种类开关单元构造双向DC-DC变换器的方法。通过将单输入开关单元扩展为双输入开关单元得到双输入双向DC-DC变换器的构造方法,并对其不同控制方式进行了介绍。其次以原边Buck/Boost开关单元、副边全桥开关单元为例分别构造了单输入和双输入双向DC-DC变换器,并对两种变换器的工作原理、开关模态、功率传输过程以及软开关过程与条件进行了详细地描述。然后建立了两种变换器的稳态模型,并对其传输功率、回流功率、电流应力以及软开关范围等稳态特性进行了对比分析,指出双输入变换器相较于单输入变换器稳态性能更优,同时由于其控制自由度更大,在回流功率等变换器特性上具有一定的优化空间。为此,本文以回流功率为优化目标,详细推导了使得回流功率最小的内外移相比取值方法,并对优化效果进行了对比分析。接下来对提出的双输入双向DC-DC变换器进行了硬件设计,包括主功率电路以及各种辅助和控制电路设计,研制出实验样机。同时根据优化控制策略设计了相应的软件流程。最后,在Matlab/Simulink中搭建了变换器模型,对变换器的工作原理以及优化控制策略进行了仿真分析。同时还搭建了实验平台,对相应仿真结果进行了进一步的实验验证。仿真和实验结果均表明,双输入变换器相较于单输入变换器能有效减小回流功率和电流应力,提升变换器的稳态性能,同时采用的优化控制策略能使得变换器的稳态性能得到进一步提升,证明了所提拓扑的合理性以及控制策略的有效性。