随着电力电子越来越多地应用于新能源发电并网、高压变频器、柔性直流输电等高压大功率变流器应用场合下,高压大功率变流器越来越成为电力电子在电力系统与高功率电力传动中应用的关键技术。设计一种能轻易串联扩展而不带来系统结构、控制算法等方面复杂程度的上升,同时又可以较容易实现各模块均压控制的开关模块,具有极其重要的意义。目前大功率变流器技术主要有高压大功率器件、开关管级联、多电平技术以及模块化多电平变流器MMC (Modular Multilevel Converter)。本文在MMC模块拓扑的基础上进行改进,提出一种模块化级联高压组合开关。将MMC模块的半桥结构变成全桥结构,以实现在开关处于导通状态时模块间自动均压。使用低压器件组成模块,可以简单的通过级联任意数量的开关模块以应用于不同电压等级的场合。当组合开关快速阻断时,线路上的杂散参数所引起的电压尖峰能够被组合开关的电容自然地吸收。高压组合开关由控制系统、开关单元组成,控制系统采用TI公司的TMS320F28335,两者之间使用光纤传输控制信号,可以起到高压隔离的效果。开关单元采用驱动变压器驱动,在隔离要求较低时,开关单元可以使用同一电源供电,当开关单元需要高隔离时,可以使用隔离电源供电。为保证组合开关在阻断状态时没有电流流过,通常通过外接电源来补充电容电压,以保证电压值之和大于开关承受电压。本文设计了由三个开关单元组成的高压组合开关,成功工作于2000V电压下,结果表明组合开关具有良好的自动均压能力、较小的电容电压波动,证实了方案的可行性。