可再生能源发电技术,作为近年来的研究热点,已广泛应用于新能源微电网领域。为了实现能量的储存、转换和调节,电力电子变换器作为中介模块是其中关键一环。非隔离型高增益DC-DC变换器具有的高功率密度和高效率特性使其非常适用于分布式发电场合。传统Dickson电荷泵变换器(DCPC)以交错并联方式从输入源中引出连续电流,可以轻易地获得很高的电压增益,且器件承受的电压应力较低。但是这种变换器在开关管关断时会产生电流尖峰,本文对变换器的拓扑结构进行了改进,有效减小了开关管电流尖峰,并实现了部分二极管的零电流关断。本文对DCPC的拓扑结构进行了优化,提出一种改进的Dickson电荷泵变换器(M-DCPC),从而简化了设计过程,减小了变换器的体积。同时在M-DCPC中引入一个小的谐振电感,得到一种高增益软开关变换器,实现了所有开关管和二极管的软开关切换,减小了电路损耗。针对M-DCPC存在输入输出端口不足的缺点,提出一种多输入多输出变换器(MIMO-M-DCPC),该变换器能够灵活接入多个具有不同功率和电压水平的光伏板,同时允许在每个输入端口实现功率共享和MPPT,使得变换器具有更高的容错率和可调整性。为进一步研究MIMO-M-DCPC的工作特性,通过建立变换器的小信号模型,引入去耦网络对系统进行解耦控制,在此基础上设计了反馈补偿网络,搭建了系统闭环控制仿真模型,仿真结果验证了闭环补偿后的变换器具有良好的稳态和瞬态性能。针对DCPC电容之间电压不匹配的情况,本文在DCPC的基础上进行拓扑拓展,通过提取Dickson电荷泵单元,经过单元重组变换后形成了具有多个Dickson单元的升压拓扑,再与交错并联升压单元(IBC)结合,提出了多级Dickson电荷泵变换器(N-DCPC),仿真实验证实了N-DCPC具有高电压增益、器件电压应力低等优点。