近年来,随着电力电子技术的发展,多电平逆变器因其具有输出电能质量高、输出电平数多和谐波畸变率（Total Harmonic Distortion,THD）小等优点而被广泛研究。相较于传统多电平逆变器,以开关电容技术为支撑的多电平逆变器具备输出电压增益高、功率器件结构简单、控制方式操作灵活和电容电压自均衡输出效果好等优势。但是,传统开关电容的多电平逆变器存在开关应力较高、电压纹波较大和电流尖峰较高等问题。针对这些问题,本文提出了具备开关电容技术的新型多电平逆变器。所提拓扑在保持原有拓扑优良性能的同时,不仅能够降低多电平逆变器开关器件的电压应力,还可以减小电容电压纹波与电流尖峰。首先,基于开关电容结构,以七电平逆变器为例提出了一种开关电容七电平逆变器拓扑。该拓扑采用了载波层叠脉宽（Phase disposition pulse width modulation,PD-PWM）的调制方法,即通过利用PWM信号控制开关管的分时复用,实现七种正负电平阶梯波的输出,具有电容自均衡输出、升压效果显著和电路结构简单等优点。其次,针对开关电容逆变器拓扑存在的高电压应力和电路结构繁琐等问题,提出两种具备低应力的开关电容逆变器:低应力九电平逆变器和低应力五电平逆变器。前者对H桥结构进行改进,采用非桥式结构实现九电平输出;后者与前者工作原理相似,同时可以扩展到N电平输出。所提出的两种逆变器拓扑均有效降低电路电压应力,实现多电平输出,同时可以带感性负载工作。通过对两者性能进行对比分析,低应力九电平逆变器在逆变器输出方面更具应用优势。最后,为了改善基于开关电容结构的多电平逆变器在直流源与电容充/放电过程中所产生电容电压纹波和电流尖峰问题,引入了准谐振技术,设计了基于准谐振的开关电容多电平逆变器。所提拓扑保留了开关电容结构的优势,以五电平逆变器为例进行分析,在实现五电平阶梯波输出的同时有效地改善电容的性能。本文对所提出的开关电容多电平逆变器的电路工作原理、拓扑结构、控制策略以及参数设计进行分析,利用仿真软件进行仿真实验,对相关拓扑的输出波形和理论数据进行比较,结合理论分析搭建样机进行实验测试,验证了所提拓扑结构的可行性和有效性。