随着半导体器件的商业化,功率变换器技术得到了长足的发展。在智能电网和可再生能源的概念出现之后,多电平变换器技术更是引起了人们的广泛关注。在可再生能源发电等电力系统应用中,多电平变换器技术显得尤为重要。本文针对现有多电平变换器拓扑及其调制技术作了详细介绍,并且在此基础上,提出了一种新的CoolMosfet中点钳位(CNPC)逆变器拓扑结构。本文的CNPC逆变器拓扑采用正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量调制(SVM)技术。首先,研究和设计了单相CNPC逆变器拓扑结构,在SPWM调制方法下评估了CNPC拓扑结构的功率损耗。同时,研究了CNPC逆变器的SVM调制技术,提高了逆变器直流电压的利用率并且抑制了输出电流谐波。传统的三电平二极管中点钳位(3L-DNPC)逆变器由于使用了钳位二极管,使其具有较高的零矢量导通损耗和钳位二极管反向恢复损耗。同时,传统的DNPC结构存在较高的导通电压和非零矢量下的导通损耗。因此,本文基于SVM调制技术,利用CoolMosfet作为钳位二极管,可以消除钳位二极管的反向恢复损耗。更重要的是,新的CNPC拓扑并联CoolMosfet作为电流通路,可以降低零矢量导通状态下的损耗。最后,本文对单相CNPC逆变器进行实验分析,评估了该拓扑对于无变压器光伏逆变器的成本和漏电流等关键问题。