隔离型AC-DC矩阵变换器(Isolated AC-DC Matrix Converter,简称IAMC)具有电能的变换级数少、能量能够双向流动、功率密度高、结构易于模块化等优势,成为电力电子领域的研究热点。然而变换器在运行的过程中,难免会出现功率器件开路故障等问题,从而降低转换器的性能以及使用寿命,甚至使系统崩溃。如何研究快速准确的诊断策略来定位故障开关,对于提高变换器的运行效率以及可靠性具有重要的意义。本文以IAMC作为研究对象,研究其功率器件在开路故障情况下的故障诊断策略。本文首先介绍了隔离型矩阵式变换器的研究背景及其研究意义。阐述了矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的功率开关故障诊断方法的研究现状。详细说明了IAMC的双极性电流空间矢量调制和移相控制策略,分析IAMC在不同情况下的运行模式。在此基础上,分别总结了三相-单相矩阵变换器(Three-phase to Single-phase Matrix Converter,简称3-1MC)的单个双向功率开关故障、两个双向功率开关同时故障和两个双向功率开关不同时故障时的故障特征。与此同时,也分别对H桥变换器(H Bridge Converter,简称HBC)中的二极管或IGBT发生故障时的故障特征作了详细的分析。接着,基于故障特征,针对3-1MC提出了基于开关状态的误差电压法。该方法利用连续不同的开关状态,结合输入线电压与输出电压的关系定位故障的功率开关。此诊断方法不受输入电源接线方式的限制,且使用的电压传感器较少,诊断成本低。在此基础上,又提出了一种基于相电压的开关组误差电压诊断法,该方法相比于上一种诊断方法的成本相对增加,但是提高了诊断速度,不受调制策略的影响,不仅能诊断单个功率开关故障,而且能诊断出两个功率开关发生故障的情况。与此同时,提出了基于下管误差电压的HBC诊断方法,该诊断方法不但可以诊断出故障的IGBT,还能对HBC中的故障二极管进行定位,诊断原理简单且易实现。最后,搭建了IAMC的功率开关故障诊断的仿真平台,同时又利用DSP和CPLD搭建了实验平台,对提出的故障诊断方法的准确性以及可行性进行了验证。