针对数据中心大容量、高电压的应用需求，提出了一种基于模型预测控制（MPC）的模块化变换器级联ISOP系统。该系统以Buck/Boost+CLLLC级联变换器为子模块，输入输出侧串并联组合而成，实现直流变压、能量双向流动以及电气隔离，子模块中CLLLC变换器工作在直流变压器模式，Buck/Boost变换器则参与调压。本文对所提系统拓扑建立了合适的数学模型，并基于该数学模型采用MPC实现对该系统的控制，设计和计算了模块参数，在MATLAB/Simulink中搭建仿真，完成了MPC和传统PI控制的仿真对比实验，最后，搭建实物实验平台，完成了实物对比实验，仿真和实物实验结果证明了MPC的控制精度和响应速度优于传统PI控制策略。