电力高铁以其高效环保、安全舒适、快速便捷、载客量大等优势,近年来发展迅速,但是传统的电力高铁牵引变压器体积重量大、功能单一,制约着电力高铁轻量化发展和功率密度的提升,使用电力电子变压器替代常规变压器,可以大大减小重量体积,已成为国内外学者研究的热点。考虑到牵引电网电压高、波动范围大(20～29kV)运行工况,所研究的电力电子牵引变压器采用级联H桥整流器+中频变压器隔离DC-DC变换器+多电平逆变器架构。论文围绕单相CHBR直流侧电压分配均衡控制和抑制二次功率脉动两个关键问题展开研究,以保障系统高效可靠运行。第一章概述了课题背景和意义,对电力电子变压器研究现状、单相级联H桥整流器电压均衡控制以及有源功率解耦技术研究现状进行了介绍和总结。第二章对单相CHBR的工作原理进行了详细分析,分析了其整流器单位功率因数运行工作机理,研究了其高效移相脉宽调制技术。然后针对级联整流单元间参数不一致、负载突变等引起的直流侧电压不均衡问题,提出了基于虚拟功率单元的电压均衡控制策略,保证了系统均压能力。第三章分析了单相H桥整流器二次纹波功率产生机理,基于单相CHBR独立式有源功率拓扑,提出了同时解决直流侧电容电压均衡和二次纹波电压脉动抑制的综合控制策略,使电路工作在电流断续模式下,采用实时分配解耦环节开关管占空比的控制方式,实现了SiC器件零电流开通,经仿真实验验证了直流侧二次纹波电压脉动抑制效果。第四章采用一种单相CHBR复合式有源功率解耦拓扑,在不增加系统开关管数量的前提下,实现二次纹波功率抑制。首先通过分析单模块复合式有源功率解耦控制工作原理,提出了基于功率计算和解耦电感电流闭环控制相结合的有源功率解耦控制策略。最后和直流侧电压均衡控制策略结合同时实现电压均衡和有源功率解耦控制。第五章搭建了两模块级联单相CHBR有源功率解耦实验平台,并对相关硬件电路的设计进行了介绍和分析,最后通过实验验证本文所提控制策略的有效性。