传统化石能源的日益紧张和全球环境污染的逐渐加剧,使光伏、风力等新能源的开发和利用受到世界各国的重视。光伏、风力、燃料电池等单一新能源发电通常存在电力供应不稳定、不连续、随气候条件变化等缺陷,为提高发电系统的稳定性和灵活性,实现新能源的优先利用和充分利用,需要采用多种新能源联合供电的分布式发电系统。本文在论述了单输入直流变换器型、多输入直流变换器型两级多输入逆变器发展与现状的基础上,提出了一种多绕组分时供电Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器,并对其全桥电路拓扑、单极性移相主从功率分配SPWM能量管理控制策略、原理特性、多输入占空比表达式和电路参数设计等关键技术进行了深入的理论分析、仿真与实验研究,获得了重要结论。所提出的多绕组分时供电全桥Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器电路拓扑,是由输入滤波器、多个单输入单输出高频逆变电路、多原边绕组单副边绕组高频变压器、周波变换器和输出滤波器依序级联构成;所提出的单极性移相主从功率分配SPWM能量管理控制策略是通过多个单输入单输出高频逆变电路右桥臂与左桥臂之间的移相生成双极性三态多电平SPWM波,周波变换器将其解调成单极性三态多电平SPWM波并且在多原边绕组单副边绕组高频变压器输出的双极性三态多电平SPWM波为零期间进行换流,多路输入源主从功率分配并实现不同供电模式之间的平滑切换和输出电压的稳定。深入研究了多绕组分时供电全桥Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器的高频开关过程、输入输出关系、输出电压直流分量抑制和功率开关关断电压尖峰等关键问题,推导了多路输入源占空比表达式并给出了单级多输入逆变器的外特性曲线,采用状态空间平均法建立了单级多输入逆变器的小信号模型并通过添加解耦矩阵的方法实现控制环路解耦以设计满足两种供电模式的闭环调节器,推导了输入滤波电容、多原边绕组单副边绕组高频变压器、输出滤波器等主要电路参数的设计准则。采用所提出的电路拓扑和能量管理控制策略,设计并研制成功1k VA200-360V/220V50Hz AC多绕组分时供电全桥Buck周波变换器型单级多输入高频环节逆变器样机,其PSIM仿真和实验结果表明,所提出的多输入逆变器实现了高频变压器在一个高频开关周期内双向对称磁化、周波变换器零电压换流,具有单级功率变换、输出交流负载与多输入源高频电气隔离、多输入源之间高频电气隔离、多输入源在一个高频开关周期内分时向负载供电、输入电压配制灵活、变换效率高、体积和重量小、输出电压纹波小、成本低、可靠性高等优良性能。