级联型电力电子变压器（Power Electronic Transformer,PET）前级拓扑——级联H桥整流器（Cascaded H-Bridge Rectifier,CHBR）存在电压失衡和直流侧二次电压纹波等问题,严重危害PET装置安全稳定运行,为此本文针对CHBR装置开展直流侧电压均衡和直流侧二次电压纹波抑制两方面的研究工作。为了解决单相CHBR直流侧电压失衡问题,建立CHBR直流电压失衡等效模型,详细分析电压不平衡成因,指出改进后的传统多PI电压均衡策略在大功率应用场合下存在运算量大、控制参数依赖等问题,为此本文引入具有电压自平衡能力的二维空间广义调制技术,规划两种轻载工况下不同性能（均衡速度和不平衡带载能力）的电容电压均衡轨迹:基于二维空间调制区域的电压均衡轨迹和基于SOA优化工作点的电压快速均衡轨迹,解决两模块CHBR直流侧电压均衡问题;针对CHBR在重载工况下的工作特点,改进基于SOA优化工作点的电压快速均衡轨迹,详细给出各均衡轨迹的调制分区判断规则和占空比计算方法。为了简化多维空间广义调制技术的复杂度,实现二维空间广义调制技术在多模块级联CHBR装置场景中的应用,开展基于二维空间广义调制技术的多模块扩展算法的研究,并简化多模块扩展算法的控制逻辑;为提升在多模块扩展算法作用下CHBR交流侧输出电压的等效开关频率,本文将单极倍频CPS-SPWM与基于二维空间广义调制技术的多模块扩展算法相结合,提出基于单极倍频CPS-SPWM的多维空间电容电压均衡策略,该策略在降低系统运算负担和控制参数依赖的同时,有效提升交流侧输出电压的等效开关频率,进而减小交流滤波电感容量,提升装置功率密度。针对三相CHBR系统存在的相间电压失衡问题,开展基于零序电压注入法的相间电压均衡策略的研究工作。为了实现CHBR无电解电容的直流侧二次电压纹波抑制,以两模块CHBR装置为例,开展基于独立型直流分裂电容拓扑的CHBR有源功率解耦策略的研究工作,并且分析电容失衡状态下系统衍生的谐波问题,在电容平衡时有源功率解耦策略的基础上,研究电容失衡时具有谐波抑制作用的有源功率解耦策略。搭建RT-LAB半实物仿真实验平台,对本文所研究的电压均衡策略和直流侧二次电压纹波抑制策略进行实验验证,实验结果表明:具有电压自平衡能力的二维空间广义调制技术使得单相两模块CHBR装置在负载突变时具有极快的电压均衡暂态反应能力与最大幅度的不平衡带载能力,同时降低系统运算负担和控制参数依赖;基于二维空间广义调制技术的多模块扩展算法简化了多模块CHBR装置的空间复杂度,为CHBR装置提供了一种具有一般通用性的多模块扩展思路;基于单极倍频CPS-SPWM的多维空间电容电压均衡策略在保持上述均衡性能的基础上,有效提升CHBR交流侧输出电压的等效开关频率,降低交流侧滤波电感容量要求,提升系统功率密度;基于零序电压注入的相间电压均衡策略保障了三相CHBR装置相间电压均衡;基于直流分裂电容拓扑的CHBR有源功率解耦策略与改进后具有谐波抑制作用的有源功率解耦策略可在分裂电容平衡和失衡时,为级联型PET装置的后级拓扑提供一个恒定可靠的直流电压。