多电平直流变换器因其单个器件承受电压应力小,而系统主电路容易实现高压大容量,相同开关频率下输出电压或电流波形更接近正弦,谐波含量低等特点,已经成为电力电子学中以高压大功率变换为研究对象的一个新的研究领域。本课题以飞跨电容型多电平直流变换器为研究对象,针对其在自均压过程中所出现的飞跨电容电压偏离稳态值的现象,提出运用矩阵解耦的方法来实现飞跨电容电压和输出电压的多环控制。在此基础上分别设计了Buck TL直流变换器输出电压控制器和飞跨电容电压控制器,同时为了获得较宽频带、使系统响应加快,在电压控制器中引入了比例-积分(PI)控制器,令补偿后的电压控制器具有更好的动态特性。通过对变换器稳态和动态工作特性的仿真,证明本课题的设计是可行的。课题还针对Buck TL直流变换器研究介绍了PWM控制的边带效应。通过建立多频域模型对Buck TL直流变换器和Buck直流变换器的控制环路带宽进行了比较和分析。仿真和比较结果表明,Buck直流变换器带宽最大时达到fs/2,而Buck TL直流变换器带宽最大时能达到fs,与Buck直流变换器相比Buck TL直流变换器的控制环路带宽能进一步提高,变换器有更好的动态特性。