逆变器是微电网中重要的组成部分,因此对于逆变器的研究非常重要。多电平逆变器具有输出电能质量高、总谐波失真小、需要较小的输出滤波器等优点,因此在微电网等领域的研究应用中被广泛应用。本文把开关电容结构引入多电平逆变器研究中,提出几种非桥式,且具有效率高、电压增益高、体积小和滤波效率高等优点的可扩展的开关电容多电平逆变器,对使逆变器结构体积减小、易于集成、降低开关器件电压应力和提高效率的研究有着重要意义。论文的主要研究如下:(1)针对现有的具有H桥结构的开关电容多电平逆变器结构中开关管承受的电压应力过大的问题,提出一种非桥式开关电容多电平逆变器。该逆变器无需H桥结构即可实现逆变过程,且开关管所承受的最大电压应力较低且保持不变,解决了上述问题。(2)针对上述逆变器不能在感性负载下工作的问题,提出一种混合T型非桥式开关电容多电平逆变器,该逆变器不仅开关管所承受的最大电压应力较低且保持不变,而且可以在感性负载条件下工作,并且增加了输出电平的数量,提高了逆变器的应用范围。(3)上述两种逆变器的开关器件较多,针对此问题,提出一种X型非桥式开关电容逆变器。和上述两种逆变器相比,在可以实现原有性能的基础上降低了开关管的数量,大大降低了逆变器的成本。(4)对(3)中逆变器的结构进行改进,提出一种改进X型非桥式开关电容多电平逆变器,进一步降低了元器件的数量,进一步降低了逆变器的成本。本文对所提出的几种非桥式开关电容多电平逆变器的工作原理、调制策略、相关参数等方面进行分析,并通过MATLAB/SIMULINK仿真和构建小功率样机的实验来验证所提逆变器的正确性和可行性。