传统车载牵引变压器的体积和重量是制约高铁动车组轻量化的原因之一。相较于传统变压器,车载电力电子变压器具有体积重量小的优势,是目前研究的热点。由于现有工业级功率器件的电力电子变压器结构复杂,因此为其前端级联整流器的控制策略与调制策略带来了诸多挑战,例如级联整流器的控制问题、模块内部电容电压平衡问题、模块之间直流侧输入电压均衡问题等。本文以单相三电平二极管钳位级联整流器的拓扑结构为研究对象,通过理论推导、仿真与实验,重点研究单相三电平二极管钳位级联整流器的控制策略、模块内电容电压平衡策略和模块间调制均压策略。论文主要内容包括:在控制策略方面,针对车载电力电子变压器的功率器件选型,分析了电力电子变压器采用单相三电平二极管钳位级联整流器(以下简称:级联整流器)的必要性;通过理论分析,建立了级联整流器的数学模型;通过对瞬态直接电流控制策略的研究,设计了级联整流器的控制策略;通过仿真和实验,验证了级联整流器设计及其控制策略的正确性。在电容电压平衡方面,设计了电容辅助电路均压、电感辅助电路均压和软件均压等三种均压方式,以解决级联整流器模块内电容电压不平衡问题;通过仿真和实验,验证了电容电压平衡策略的正确性。在级联整流器模块间调制均压方面,提出了带反向矢量载波移相空间矢量脉宽调制均压策略,并提出了均压能力计算方法;通过仿真和实验,验证了带反向矢量载波移相空间矢量脉宽调制均压策略的正确性。为解决带反向矢量载波移相空间矢量脉宽调制均压策略电平“跳跃”问题,通过简化级联整流器的数学模型,提出了一种平滑调制均压策略;在设计通用调制均压策略均压能力基础上,设计了平滑调制均压策略均压能力计算方法;通过仿真和实验,验证了平滑调制均压策略的正确性。为简化平滑调制均压策略,提出了脉冲序列调制均压策略;以单相H桥级联整流器为基础,提出了与之对应的脉冲序列调制均压策略,进而提出了单相三电平二极管钳位级联整流器脉冲序列调制均压策略,并计算了两种调制均压策略的均压能力;通过仿真和实验,验证了脉冲序列调制均压策略的正确性。在级联整流器正常工作时,以端口电压不跳变和网侧电流不畸变为前提,实现了模块负载极端不均衡时各模块直流侧电压均衡,可以提高车载电力电子变压器的可靠性与安全性,为车载电力电子变压器工程化与商业化提供前期验证。