与传统交-直-交变换器相比，矩阵变换器有着诸多的优点，包括电路拓扑简单、无中间直流环节，良好的输入输出特性，能量双向流动，单位功率因数，对电网的污染小等。其中，双级矩阵变换器比直接式矩阵变换器具有更多的优良性能：整流侧和逆变侧相对独立，可分别进行控制；多驱动系统中，一个整流级可连接多个逆变级，降低了系统成本；无需复杂的四步换流等。因为双级矩阵变换器众多的优良性能，所以必将在以后的电力电子领域获得飞速的发展。然而，尽管研究人员通过多年努力，使得双级矩阵变换器的研究工作取得了预期的成果，但仍然存在着若干问题，导致工业上几乎没有实际应用，这些问题也成为了现今研究的热点。本文研究抑制双级矩阵变换器共模电压的调制策略、采用扩频调制技术降低其电磁干扰和噪声以及嵌入Buck-Boost电路提高其电压传输比，对双级矩阵变换器的发展具有重要的工程意义。本文首先采用整流侧无零矢量的双空间矢量调制策略，即整流侧PWM调制和逆变侧SVPWM调制，详细分析了双级矩阵变换器的共模电压的产生原理及分布规律，实现了双级矩阵变换器的变频输出。其次，采用四种调制策略抑制其共模电压，分别为重新排列零矢量分布的调制策略、相邻矢量代替零矢量的调制策略、逆变侧无零矢量脉宽调制策略以及改变中间直流电压值的调制策略，均降低了双级矩阵变换器共模电压幅值。并研究了双级矩阵变换器一个开关周期开关次数、能否实现零电流换流和电压传输比的相关变化。再次，对基于周期扩频调制技术、随机扩频调制技术和混沌扩频调制技术的双级矩阵变换器的调制策略进行了研究。期望利用周期扩频调制、随机扩频调制和混沌扩频调制降低谐波峰值，即有效抑制双级矩阵变换器的电磁干扰和噪声。并将周期扩频调制技术、随机扩频调制技术和混沌扩频调制技术进行了对比分析。最后，对双级矩阵变换器的固有缺陷，即电压传输比最大值为0.866，设计Buck-BoostMC电路用以提高双级矩阵变换器的电压传输比，研究了其基本原理、控制算法和换流策略。