能源危机已经成为当今世界人类共同面对的难题，所以如何提高电能利用率和质量是目前一个重要的研究方向。本文研究的内容为多电平逆变技术，该技术不仅能创造优质的电能，提高电能利用率还可以有效地保护开关器件，减少功率器件的开关频率，从而降低器件损耗。这种技术在一些能量双向流动的中高压大功率场合中已经得到了很好的应用。目前，多电平逆变技术已经成为研究最多，应用最广泛的控制技术。　　本文选用级联 H桥式拓扑电路，来实现五电平空间矢量算法的原理，并且详细分析了一种新颖的45°坐标系，这种坐标系下各个坐标均为整数，所以，使用该坐标系可以简化多电平空间矢量算法的计算量。文中引入一种特征四边形切换法则，该切换法可以减少开关切换次数。在完成理论研究的基础上，使用Matlab对传统和45°坐标系下的空间矢量进行仿真，并得出了理想的电压波形。　　本文设计了完整的逆变电路，包括电路拓扑结构、控制电路、驱动电路和保护电路。选用Altera Cyclone II系列FPGA的主控芯片来实现空间矢量算法，设计了FPGA的各个模块。　　最后，本文在理论和仿真的基础上，设计了2级5电平硬件电路。搭建了基于FPGA的电路平台，并在该实验平台上实现了基于45°坐标系下的开关优化算法，实验结果、仿真、以及理论分析相互一致，证明了算法的正确性和方案的可行性。