矩阵变换器是一种绿色、无污染的功率变换器，具有结构紧凑、体积小、能量双向流动、输入功率因数可调、输出电压幅值和频率可调、无需直流储能环节等优点。受到了国内外学者的一致认可，具有潜在的研究价值和广泛的应用前景。本文首先分析了矩阵式高频链逆变器的基本原理，确定了主要的研究内容。分别从理论分析、数学建模、软件仿真、实验样机研制等几个方面对矩阵式高频链逆变器进行了深入的研究。对矩阵变换器的换流策略及系统的控制策略做了详细的分析，针对矩阵式高频链逆变器的核心部分矩阵变换器采用了拓扑解结耦的控制策略。在此控制策略下矩阵式高频链逆变器的核心部分矩阵变换器可以等效为两个并联的常规的电压型三相逆变器，因此SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation,正弦脉宽调制)控制策略完全适用于矩阵式高频链逆变器。其次对电力电子电路数学建模的意义及方法进行了论述，重点介绍了针对矩阵式高频链逆变器的两种建模方法。通过数学建模，利用数学推导证明了矩阵变换器解结耦控制策略的正确性。然后通过Matlab软件仿真进一步验证了此控制策略的可行性并对功率开关管的损耗问题做了简要分析。最后详细介绍了实验样机的研制过程，对全桥逆变器模块、矩阵变换器模块、高频变压器、滤波器、控制核心板等电路设计及参数计算给出了详细的说明。特别对主电路中的磁芯元件、滤波器和带死区驱动信号的获得进行了详细的设计。以DSP+CPLD为开发平台进行了软件设计。DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)主要完成了对模拟信号的实时采集，PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)波形的产生等功能。CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)主要进行了数字逻辑运算。通过对实验波形的分析，证明了解结耦控制策略适用于此系统并对本文存在的问题做了简要说明。