本发明公开了一种双级矩阵变换器的载波调制方法，该方法应用控制系统对电网电压进行采样，根据整流级输入电流空间矢量在所在扇区内的相对位置角计算有效电流矢量及零矢量的占空比，根据有效电流矢量及零矢量的占空比计算整流级的调制信号；计算一个调制周期内直流母线电压的等效平均值，并结合有效电流矢量的占空比及零矢量的占空比计算逆变级调制信号；根据整流级、逆变级的调制信号生成所述双级矩阵变换器的整流级功率开关、逆变级功率开关的控制信号。该方法以电流空间矢量为基础，进行载波调制，抑制了窄脉冲的产生，抑制输入电压不平衡，简化了双级式矩阵变换器的调制过程，具有良好的应用前景和实用价值。