传统的变流器主要有电压型变流器和电流型变流器两种，作为实现电能DC/AC、AC/DC的变换在各种功率变换中的应用十分广泛。但是这两种类型的变流器都存在自身的缺陷：或是升压型，或是降压型，仅靠单级功率变换不可能同时满足升/降压的要求，即变流系统的输出电压范围总是有限的，或高于、或低于输入电压，这使它们的应用场合受到了限制。为了得到相对于变流器输入侧更低的电压(或更高的电压)，须增加额外的变换电路，从而降低了系统的运行效率，并且在传统的变流器中可能会出现因EMI噪声干扰而导致的桥臂直通(或开路)现象，这会直接导致开关管因过流(或过压)而损坏，因此系统的可靠性降低，为避免这一现象，通常采用加入死区时间的办法，但这又会引起波形的畸变。 本文研究了新型的Z源变流器，以克服传统变流器的理论缺陷，它在传统变流器的基础上引入Z型阻抗网络形成新的拓扑，获得一些独特的、优越的性能。在新的Z源变流器中，传统变流器故障状态--直通成为其一个正常工作状态，从而在根本上杜绝了EMI引起的桥臂共通毁坏电路故障情况。同时，它利用直通状态使得Z源变流器获得可升可降的输出电压，成为一个Buck/Boost变流器。 Z源变流器依据其自身拓扑结构的不同以及应用场合的不同需求，分为Z源逆变器和Z源整流器。本论文在理论分析Z源变流器升降压工作原理的基础上，给出了Z源变流器的状态空间平均数学模型和小信号扰动模型，并对这种新型的Z源变流器几种常用的PWM调制策略作了详细的对比分析，在上述理论分析的基础上，搭建了一台2KW的基于光伏并网发电系统的三相Z源逆变器样机平台，但因为二极管的反向阻断特性使Z源逆变器无法实现能量的双向流动，基于这一点出发，搭建了一台2KW的基于蓄电池充放电系统的三相Z源整流器样机平台，两个典型应用系统的仿真和实验结果相一致，说明了系统理论研究和设计分析的合理性，验证了Z源变流器的新特性。
