直流微网中的双极性配电结构具有独到的优势，但其功率平衡与母线间电压平衡直接相关。针对上述问题，本文提出了一种以三电平整流器为前级，半桥电压平衡器为后级的级联变换器，其具有交流侧电压、电流谐波含量低、直流侧电压稳定等优势。通过对级联变换器进行简化，获得具有双极性输出的三电平功率变换器架构。详细分析了整流器和电压平衡器的原理、谐波和功率因数特性及控制策略。计算和仿真结果表明：提出的变换器能实现电压平衡，电压稳定， 纹波电压在2%以内，整流部分谐波和功率因数特性优越， 仿真结果与理论分析一致。