电力机车高速化发展对电力机车运行提出了新的要求，而提高电力机车运行速度需要更大容量的变压器提供输出功率，因此，发展大容量小体积的变压器是可行方法之一。与传统变压器相比，电力电子变压器具有体积小、重量轻，对原副边电压电流和功率因素可控、供电形式多样和断路保护通信等优点，成为机车轻量化的研究热点之一。
　　电力电子变压器的主结构可以分成输入级，隔离级和输出级三级结构。论文分析讨论了输入级和隔离级的拓扑结构特点，同时结合电力机车的单相高电压供电特点，确定了输入级级联H桥结构及隔离级独立铁芯结构，并得出了电力机车电力电子变压器的整体拓扑结构。
　　在电力电子变压器运行中，输入级整流给出的稳定直流电压对后级的变换有重要影响。为减少谐波对电网的污染和保证输出侧直流电压稳定，论文研究了输入级的控制策略、调制方式和直流侧电压平衡策略。当负载变化时为较快地实施调节，在电压外环设计了非线性滑模变结构控制器，以保证输出稳定的电流参考值；在电流内环通过电流解耦分别控制有功分量和无功分量，减少了参数的调整次数；调制方式选用了载波移相调制技术，既方便模块扩展又增加了电平数，使输入侧电压正弦化；为保证直流侧电容电压的平衡，采用电压分量叠加法，对单个模块分别调节，加快了调节速度。
　　为验证所提策略的可行性和有效性，在MATLAB仿真平台搭建模型进行了结果分析研究，结果表明滑模变结构控制策略与PI控制策略比较，输出的直流电压更接近期望值，功率因数也较高，提高了电能的利用效率。