由于模块化多电平具有高度可拓展性，输出电压等级高，输出电流纹波小等诸多优点，在高压直流输电、大功率传动等高压大功率场合的应用越来越广泛。在这些应用场合中，模块化多电平变换器需进行多种信号的传递，若各种信号都用独立的光纤进行传输，则会导致系统复杂度和成本显著增加。对此，本文以模块化多电平变换器的子模块为研究对象，提出了一种基于光纤分时复用技术的结构，以提高子模块光纤的利用率，大幅减少系统的光纤数量，进而简化系统的结构、降低系统的成本。文章的主要内容如下：
　　首先结合模块化多电平变换器典型的拓扑结构，系统的分析了模块化多电平变换器子模块的工作原理，其中重点介绍了半桥子模块的工作原理以及为了实现半桥子模块正常工作所需要的信号，在子模块工作原理基础上又分析了模块化多电平变换器的数学模型及其基本工作原理。
　　其次，子模块在各个状态中，都需要通过光纤进行子模块与控制器之间的信号传递，而通过规划光纤传输的信号可以优化光纤利用率。本文详细分析了子模块在各个状态下的控制原理及其需要发送与接收的信号，分析得出模块化多电平变换器子模块在同一时间只能存在一种工作状态，据此，本文采用了光纤分时复用的方案，将驱动信号分成三个频段，仅采用两根光纤即可实现所有信号传递。发送光纤传递子模块电容电压的频率信号和子模块的故障信号，接收光纤传递子模块开关管驱动信号、晶闸管驱动信号和预均压驱动信号，由单片机判断信号的频率后决定接收的信号是用于驱动模块化多电平变换器子模块主电路上的开关管，还是送给晶闸管用于将故障的子模块旁路，或者是作为预均压驱动信号送给预均压附加电路调节模块化多电平变换器子模块电容的预均压。
　　最后，本文搭建了基于光纤分时复用的模块化多电平变换器子模块的实验平台，对子模块的硬件和软件设计进行了验证。实验和仿真结果表明用本文所提出的基于光纤分时复用的子模块控制方案可以实现用两根光纤完成所有的信号传递。这种控制方案有效地提升了模块化多电平变换器子模块光纤的利用率、简化了系统的结构、降低了系统的成本。