1.导言
跟着社会经济的不断开展，人类对动力的需求日益添加，使得石油、煤和天然气等不行再生动力供应日益严峻、环境污染严峻、导致全球气候异常，核能用于电力发电又会发生核废料污染环境、也或许发生核事故对人类形成大规模影响。因而寻觅新的可再生动力、开发和使用可再生动力是人类所面对的最为急迫课题之一。现在可再生动力发电首要有光伏、燃料电池、风力、地热等类型，均存在电力供应不安稳、不接连、随气候条件改变等缺陷，但人类对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，为了处理这一对立就有必要研讨并选用多种动力联合供电的分布式供电体系。
传统的可再生动力分布式供电体系，如图1 所示。由图1 可知，该体系由三部分构成：1)光伏电池、燃料电池、风力发电机等可再生动力发电设备和单向直流改换器;2)蓄电池、超级电容等辅佐能量存储设备和双向直流改换器;3)与直流母线相连的负载改换器和负载。该体系的多种动力需求别离经过单向直流改换器进行电能改换后衔接到公共的直流母线上，因而需求多个单输入直流改换器、存在电路结构杂乱、本钱高档缺陷。
为了降低本钱，就有必要对电路结构进行简化，可采一个多输入直流改换器替代多个单输入直流改换器，组成新式的可再生动力分布式供电体系，如图2所示。由图2 可知，多个性质、幅值和特性相同或不同很大的输入源可以经过一个多输入直流改换器完成在一个高频开关周期内一起或分时向负载供电，该供电体系具有电路结构更简练、本钱更低、体系的安稳性和灵敏性得到进步、可完成可再生动力的优先使用等长处。
依照多路输入源与直流负载是否存在电气阻隔，多输入直流改换器可分为非阻隔型和阻隔型两类。依照多路输入源在一个高频开关周期内向负载供电的办法不同，多输入直流改换器可分为分时供电型与一起供电型两类。分时供电型多输入直流改换器在任一时间只要一路输入源向负载供电;一起供电型多输入直流改换器在任一时间既可以有一路输入源，也可以有多路输入源一起向负载供电。本文把多输入直流改换器分为非阻隔分时供电型、非阻隔一起供电型、阻隔分时供电型、阻隔一起供电型四类，并论说多输入直流改换器的研讨现状与开展。
2.非阻隔分时供电型多输入直流改换器
非阻隔分时供电型多输入直流改换器电路拓扑有Buck、Buck-Boost 等类型，其电路拓扑如图3 所示。该类改换器选用单导游通的功率开关S1、S2、…、Sn将多路输入源并联在一起，在一个高频开关周期内的任一时间均只要一路输入源向负载供电。当功率开关S1、S2、…、Sn 选用具有反并联二极管的MOSFET、IGBT 等器材时，有必要串联阻断二极管D1、D2、…、Dn。当多路输入源独立向负载供电时，图3(a)所示Buck型多输入直流改换器相当于一个单输入的Buck 型改换器[1];图3(b) 所示Buck-Boost 型多输入直流改换器相当于一个单输入的Buck-Boost 型改换器[2]。
非阻隔分时供电型Buck、Buck-Boost 多输入直流改换器具有电路结构简练、各路输入源经过功率开关并联易于扩展为n 路输入等长处;但该类改换器也存在需求串联阻断二极管，导通损耗增大，任一时间只能有一路输入源给负载供电，占空比调理规模小，输出与多输入源、多输入源之间均无电气阻隔，电磁兼容性差，输出与输入电压匹配才能弱等缺陷，电路的实用性较差。
3.非阻隔一起供电型多输入直流改换器非阻隔一起供电型多输入直流改换器电路拓扑有双输入Buck[3]、双输入Buck / Buck-Boost[4]、三输入Buck / Boost / Buck-Boost[5]等类型，如图4 所示。
该类电路拓扑是将多个非阻隔型单输入直流改换器组合成一个多输入直流改换器，在—个高频开关周期内，两路输入源既可以独立向负载供电，也可以一起向负载供电。非阻隔一起供电型多输入直流改换器，具有操控十分灵敏，占空比调理规模宽，任一时间，多路输入源既可以独立向负载供电，也可以一起向负载供电等长处;但该类改换器也存在难以扩展为n 路输入，输出与多路输入源之间、多路输入源之间均无电气阻隔，电磁兼容性差，输出与输入电压匹配才能弱等缺陷。
4.阻隔分时供电型多输入直流改换器阻隔分时供电型多输入直流改换器与非阻隔分时供电型多输入直流改换器具有相同的电路结构，在3 所示电路中刺进高频变压器可派生出Buck 、Buck-Boost 型阻隔分时供电型多输入直流改换器[6]，如图5 所示。
阻隔分时供电Buck、Buck-Boost 型多输入直流改换器由一个多原边绕组的高频(储能式)变压器将多个彼此阻隔的高频逆变电路和一个共用的输出整流滤波电路联接构成。因为在变压器充磁的任一时间，绕组电压总是被某一路输入源电压箝位，因而在一个高频开关周期内的任一时间均只能有一路输入源向负载供电。当输入源独自向负载供电时，图5(a)所示Buck 型多输入直流改换器相当于一个单输入的正激改换器;图5(b)所示Buck-Boost 型多输入直流改换器相当于一个单输入的反激改换器。
阻隔分时供电型多输入直流改换器，具有电路结构简练，各输入源通并联衔接易于扩展为n 路输入，多路输入源之间、输出与多路输入源之间双向阻隔，电磁兼容性和电压匹配才能强等长处，但该类改换器也存在与功率开关串联的阻断二极管添加了额外的导通损耗，任一时间只能有一种输入源给负载供电，占空比调理规模小，高频逆变电路与变压器原边绕组使用率低一级缺陷。
5.阻隔一起供电型多输入直流改换器
阻隔一起供电型多输入直流改换器电路拓扑，如图6 所示。该类拓扑是一类较新颖的电路拓扑，图6(a)所示全桥Buck 型双输入直流改换器[7]具有电路结构简略，多路输入源向负载供电时可共用直流改换器的部分结构，多路输入源可一起或分时供电，输出与多路输入源之间具有电气阻隔等长处。但也存在开关管电应力较高，扩展为n 路输入时操控杂乱，输入源之间无电气阻隔，输入电流纹波大等缺陷。难以使用在各输入源性质不同较大的新动力联合供电场合。图6(b)所示全桥Boost 型多输入直流改换器[8]，经过一个多原边绕组的高频变压器将多个彼此阻隔的、带有储能电感的高频逆变电路和一个共用的输出整流滤波电路联接构成的。这类多输入直流改换器归于电流型改换器，经过磁通叠加的办法，改换器可完成多路输入源一起向负载供电，即在一个高频开关周期内的任一时间既可以有一路输入源，也可以有多路输入源一起向负载供电。为了避免多路输入源向负载传递能量的进程相互影响，当高频逆变电路中选用具有反并联二极管的MOSFET、IGBT 等功率开关时，有必要将其与反向阻断二极管相串联。全桥Boost 型多输入直流改换器的输入源只能经过全桥逆变电路的一个桥臂向该路储能电感充磁，不然，当变压器全桥逆变电路的两个桥臂均直通时，变压器绕组电压被箝位为零，多路输入源向负载传递能量的进程将相互影响。为了处理这个问题，该多输入直流改换器需选用移相操控技能。该改换器具有电路结构简练，多路输入源可一起或分时供电，易于扩展为n 路输入，输出与多路输入源、多路输入源之间的双向阻隔，电磁兼容性和电压匹配才能强，输入电流纹波小等长处。可是与功率开关管串联的阻断二极管，使得导通损耗增大。
6.规划实例
以全桥Boost 型双输入直流改换器电路拓扑为例，选用榜首路输入最大功率和第二路弥补负载所需缺乏功率的主从式电压、电流瞬时值反应移相全桥操控战略。榜首路输入源模仿光伏电池电压Ui1=40-48-60VDC，第二路输入源模仿风力发电机输出电压Ui2=40-48-60VDC，输出电压Uo=380VDC，额外输出功率Po=1kW，榜首路最大输入功率P1=760W，开关频率fs=50kHz ， 高频变压器匝比为N11:N12:N2=9:9:32，输入储能电感L1=L2=80μH，输入滤波电容Ci1=Ci2=2700μF，输出滤波电容Cf=5.4μF，额外负载RL=144.4 ，箝位%&&&&&%CC1=CC2=3.3μF。改换器两路一起供电额外作业时的原理实验波形如图7 所示。
原理实验结果表明：1)两路上桥臂开关 S11、S12、S21、S22 完成了 ZVS 关断，如图 7(a)所示;2)两路下桥臂开关 S13、S14、S23、S24 完成了 ZVS 注册，有源钳位电路有用按捺了功率开关关断电压尖峰，如图7(b)所示;3)Sc1、Sc2 完成了 ZVS 注册，如图 7(c)所示;4)变压器原边绕组电UN11、UN12 是幅值别离为±UoN11/N2、 ±UoN12/N2 的高频沟通脉冲波，如图9(d)所示; 5)榜首路输入源电压幅值为48V，电流幅值为16A，如图 9(e)所示;6)改换器输出电压 Uo 的幅值为 380 V，输出电流幅值为2.65A，如图 6(f)所示;7)额外作业时改换器的功率为89%。总归，全桥Boost型双输入直流改换器具有多路输入源可一起或分时供电，电磁兼容性和电压匹配才能强，开关损耗低，输入电流纹波小，输出电压安稳等长处，选用榜首路输入最大功率第二路弥补负载所需缺乏功率的主从式电压、电流瞬时值反应移相全桥操控战略，可以完成可再生动力的优先使用、可以进步可再生动力联合供电的安稳性和灵敏性。因而，全桥Boost 型多输入直流改换器拓扑十分合适使用在多种性质不同的可再生动力联合供电的分布式供电体系。
以上论说可知，现在国内外专家学者对多输入直流改换器的研讨，首要有非阻隔分时供电型、非阻隔一起供电型、阻隔分时供电型、阻隔一起供电型多输入直流改换器，各类型多输入直流改换器都有着各自的优缺陷。跟着可再生动力分布式发电的开展，多输入直流改换器的使用越来越广泛，因而，寻求一类具有电路结构简练、本钱低、功率高、答应多种可再生动力分时或一起供电、可以进步可再生动力联合供电的安稳性和灵敏性、可以完成可再生动力的优先使用的多输入直流改换器及其操控战略已火烧眉毛。因而，多输入直流改换器的研讨具有重要的理论价值和工程使用价值，契合我国可持续开展战略的要求。
参考文献
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[8] 陈道炼，陈亦文，徐志望.全桥Boost 型多输入直流变
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作者简介：
李华辉 1985 年生，男，硕士研讨生，研讨方向
为新动力供电体系电力电子变流技能。
陈道炼 1964 年生，男，博士后，IEEE 高档会员，
新世纪百千万人才工程国家级人选，闽江学者，教授、
博士生导师，首要从事电力电子学研讨。
