在需要高输入电压大功率电源的场合，必须选用电压定额高的开关管。但耐压高的功率MOSFET会因较大的导通损耗显著地降低变换器的效率。选用IGBT可以在同样的母线电压时，减小导通损耗。但是IGBT的“电流拖尾”现象又会限制变换器的开关频率，使得变换器的变压器和输出滤波器的体积增大。把开关管串联以满足系统容量要求是解决上述问题的一种方法，与之相比，三电平直流变换器是另一种较好的选择方案。三电平直流变换器可以把开关管电压应力降低为输入电压的一半，它和软开关结合起来，非常适用于高输入电压，中、大功率的应用场合。本文研究一种零电压软开关PWM三电平直流变换器，采用类似有限双极性方式控制变换器的运行，不仅使开关管电压应力减半和实现了零电压软开关，且因控制电路主控芯片SG3525远低于移相控制芯片LJC3875的价格，样机成本降低，当然，体积会稍微增大。 变换器的小信号建模是设计控制电路的基础。本文在SIMetrix仿真环境里建立了零电压开关三电平直流变换器的大信号平均电路模型，仿真分析了变换器的小信号行为，据此设计了电压控制补偿回路。通过和零电压软开关移相全桥变换器的小信号模型传递函数对比，得出两者具有相同的小信号响应特性。 为验证理论分析，设计了一台500W的实验样机，详细叙述了各设计环节，进行了仿真分析和实验研究，实验结果验证了理论分析的正确。