多电平级联式高压变频器由于其技术成熟、适应性强,广泛应用于国内大容量交流传动系统。多电平级联式高压变频器的高压输出是将多个H桥逆变功率单元的输出串联实现的。H桥逆变功率单元是多电平级联式高压变频器的核心组成部分。本文中提到的现款功率单元引进于几年前,技术上已经落后于当前先进产品。本论文中设计了一种使用叠层母排、用于200A多电平级联式高压变频器的新款H桥逆变功率单元,作为现款功率单元的升级换代产品。在本论文中,对新款功率单元的设计过程进行了详细的阐述,包括电力电子半导体器件的理论分析、参数计算、选型与验证,功率单元中其它部件的设计、计算与验证,结构设计及建模,热仿真建模验证,及电路杂散参数仿真建模与提取等。本论文分别对现款和新款功率单元的器件损耗进行了分析计算,建立了散热模型,并通过热仿真对两款单元的散热系统进行了分析和对比；本论文也建立了现款功率单元铜排和新款功率单元叠层母排电磁仿真模型,提取了各自的杂散参数并进行了分析对比。本论文设计的新款单元使用了叠层母排、新型电力电子半导体模块、热管散热器等技术,并通过使用仿真软件优化设计,使得新款与现款产品相比,杂散电感降低了74.2%,温度安全冗余增加了230%,总损耗降低了22.8%,散热风量降低了40%,体积减小了18.5%。与现款产品相比,新款功率单元具有更高的可靠性、更低的运行成本和更灵活的安装方式。本论文通过计算及仿真,证明了文中所设计的新款H桥逆变功率单元满足设计及使用要求,并通过与现款产品对比,证明了其适合作为现款产品的升级换代产品。