近年来，在三电平电路的基础上，又研究开发出了3种主要的拓扑结构：二极管嵌位式（DiodeClamped）；飞跨电容嵌位式（Flying-Capacitors）；具有分离直流电源的级联式（Cascaded-InverterswithSeparatedDCSources）。第三种拓扑结构就是本文研究的具有分离直流电源的级联多电平电路。级联多电平高压变频器是由多个低压功率单元串联而成，以3kV每相三单元为例，其主电路拓扑结构如图1所示，电压叠加原理如图2所示。由输入隔离变压器的二次侧绕组分别给九个功率单元供电，功率单元电路如图3所示，每个功率单元为三相输入、单相全桥输出的常规PWM型变频器，各功率单元独立产生0~577V输出电压，通过波形连续变换方法将所有功率单元输出电压叠加在一起，得到频率和大小均可连续调节的输出电压，相电压为0~1731V，对应的线电压为0~3000V.给功率单元供电的二次线圈采用多边接法，相互存在一个相位差，实现多重化串联整流供电以消除对电网的谐波干扰。
适用于多电平功率转换的控制方法有很多种，常见的有以下几种：优化阶梯波（单脉冲）脉宽调制技术阶梯波调制就是用阶梯波来逼近正弦波，优化阶梯波就是通过控制阶梯波的开关角度来消除和抑制低次奇次谐波。这种波形合成方法具有调制比变化范围宽、算法简单、通用性强等优点，可以在功率器件开关频率最低的情况下，实现变频器输出电压波形畸变最小的控制目标。
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