随着我国的城市化水平不断提升,城市所面临的交通压力与日俱增,现代城市对公共交通的需求逐渐趋于层次化、多元化。现代有轨电车作为一种介于城市快速轨道交通与常规公交之间的公共交通系统,是城市骨干轨道交通系统的有效延伸,是连接城市主城区与外围都市生活圈之间的有效桥梁。本研究以现有2MW/1500VDC超级电容有轨电车充电系统为研究对象,从充电系统环境适应性以及稳定性等多个方面展开研究。（1）研究了有轨电车充电系统的原理以及主回路设计。首先在现有两电平充电系统的基础上进行深入研究,分析了Buck变换器与飞跨电容型三电平Buck变换器的等效数学模型;针对现有两电平充电系统存在的问题,结合三电平Buck变换器的特点,对三电平有轨电车充电系统的主回路参数进行研究设计。对充电系统的主回路分别进行了参数设计、输入支撑滤波电容设计、输入滤波电容与飞跨电容设计、输出滤波电感设计、输出滤波电容设计、预充电电路设计以及直流Chopper组件设计。（2）研究了有轨电车充电系统的控制策略。首先通过分析超级电容充电原理,分别介绍了恒压充电控制策略、恒流充电控制策略、飞跨电容稳压控制策略以及超级电容故障检测策略;针对三电平充电系统飞跨电容上的电压在参数变化情况下无法实现自我调节这一特性问题,采用电解耦法加入了飞跨电容稳压环,通过解耦运算,同时调节上下管的占空比,从而使飞跨电容始终保持在稳定状态,实现对变换器的稳定控制,进而实现了对充电系统的稳压控制。（3）结合硬件平台仿真验证了有轨电车充电系统。首先,详细分析了仿真参数的设定,以及现有有轨电车充电系统存在的电流纹波、电压稳定性等问题;针对上述问题进行了飞跨电容型三电平Buck变换器预充电回路仿真分析、恒流恒压充电曲线仿真分析、功率模块四交错并联仿真分析、飞跨电容电压稳定性分析。通过仿真试验分析,可知采用四交错并联技术,不仅可以降低输出电流的纹波值,而且还可以进一步提高DC/DC变换器的动态响应时间。同时还对充电系统的飞跨电容电压稳定性进行分析,通过仿真分析验证了控制策略的有效性。