随着社会经济的快速发展,交流配电网逐渐难以满足人们的需求,直流配电网以其功率损耗小、供电能力强、电能质量高等优势得到了大力的发展。多电平变换器作为中压直流配电网(Medium Voltage Direct Current,MVDC)的关键拓扑成为了各国专家学者的研究热点。同时,当中压直流配电网与工业设备、数据中心、电动汽车充电站等低压直流(Low Voltage DC,LVDC)负荷直接连接的场合下,出于安全考虑需要进行电气隔离,又由于能量只需要单向流动,考虑到成本,使用能量单向流动的DC/DC多电平变换器是最佳的选择。而模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)由于其模块化程度高、易扩展、便于在模块中接入储能元件等优势,在配电场合有很大的应用前景。因此,本文最终选择了单向隔离型DC/DC MMC作为研究的拓扑。本文首先介绍了适用于中压直流配电网的各类变换器,并对模块化多电平变换器展开了详细的研究,分析了其基本工作原理、调制策略及均压策略。然后针对能量只需要单向流动的中压直流配电场合,选择了原边为MMC结构,副边为不控整流结构的隔离型DC/DC变换器,并且通过对MMC侧调制策略的优化实现了变压器的高频化设计。同时,这种对调制策略的优化设计是将子模块进行分组控制,结合电流驱动型调制策略,从而又实现了所有半导体器件的软开关。然后提出了组内构建均压回路、组间轮换驱动信号的不依赖于电压传感器的均压策略。最后理论分析了变换器的工作模态并推导出运行条件,基于此对电路参数进行优化设计并搭建样机进行实验,理论分析的正确性和设计方案的可行性得以验证。