近年來，在三電平電路的基礎上，又研究開發出了3種主要的拓撲結構：二極管嵌位式（DiodeClamped）；飛跨電容嵌位式（Flying-Capacitors）；具有分離直流電源的級聯式（Cascaded-InverterswithSeparatedDCSources）。第三種拓撲結構就是本文研究的具有分離直流電源的級聯多電平電路。級聯多電平高壓變頻器是由多個低壓功率單元串聯而成，以3kV每相三單元為例，其主電路拓撲結構如圖1所示，電壓疊加原理如圖2所示。由輸入隔離變壓器的二次側繞組分別給九個功率單元供電，功率單元電路如圖3所示，每個功率單元為三相輸入、單相全橋輸出的常規PWM型變頻器，各功率單元獨立產生0~577V輸出電壓，通過波形連續變換方法將所有功率單元輸出電壓疊加在一起，得到頻率和大小均可連續調節的輸出電壓，相電壓為0~1731V，對應的線電壓為0~3000V.給功率單元供電的二次線圈采用多邊接法，相互存在一個相位差，實現多重化串聯整流供電以消除對電網的諧波干擾。 適用于多電平功率轉換的控制方法有很多種，常見的有以下幾種：優化階梯波（單脈沖）脈寬調制技術階梯波調制就是用階梯波來逼近正弦波，優化階梯波就是通過控制階梯波的開關角度來消除和抑制低次奇次諧波。這種波形合成方法具有調制比變化范圍寬、算法簡單、通用性強等優點，可以在功率器件開關頻率比較低的情況下，實現變頻器輸出電壓波形畸變比較小的控制目標。
