光伏发电系统输出直流电压较低,难以满足光伏并网逆变环节所需较高直流电压的要求,需要高增益DC-DC变换器提高直流电压。同时变换器输入电流纹波影响发电效率,缩短电池寿命,因此输入电流纹波也是DC-DC变换器研究时重要考虑因素。首先,对比主流降低电流纹波的方法,通过综合对比确定了无源纹波电流注入方法,具有参数设计简单、易于实现零电流纹波、无额外附加损耗等优势。由于耦合电感型DC-DC变换器易于实现电压高增益效果而被广泛关注,但其拓扑结构众多,缺乏系统的对比和总结。本文先立足于经典耦合电感变换器,针对不足,结合现有文献进行推演和改进,系统的总结出推演规律、组合约束条件、内在联系等。然后对推演出的拓扑进行各项性能对比分析,选出性能较优的拓扑结构。其次,对推演中性能较优的变换器进行详细分析,推演出两种耦合电感型变换器,他们拓扑结构相似,仅在耦合电感倍压单元上相差一个二极管和倍压电容。两种变换器均有高增益、低电压应力的特点,均能通过提高耦合匝比大幅度提升输出电压,避免占空比数值过大而增大开关导通损耗。同时开关管均能实现零电流导通,输出二极管反向恢复得到缓解。并完成了以下工作:模态分析、增益及电压应力等公式推导、各项性能对比、漏感对电压增益影响,搭建仿真电路验证理论分析正确性。最后,为了消除输入电流纹波,在保持高增益、低损耗条件下,将确定的无源纹波电流注入单元并联在选定的第一种变换器前级位置,形成一个同时满足高增益、零电流纹波的新型拓扑。滤波单元引入不改变原变换器工作方式,不会附加过多损耗,滤波单元中器件参数设计简单,易于实现零电流纹波,保留了原变换器的工作。开关管能零电流导通,各器件两端电压较低,二极管反向恢复得到缓解。详细分析了该电路的工作原理,推导出各器件的电压应力和电流应力,并与其他变换器进行各项性能的对比分析,并通过仿真验证理论分析正确性。为了确保实验时变换器能够可靠工作,提高器件选型标准,并根据变换器DCM状态下工作模态,得到了最小临界输入电感和励磁电感值,以及开关管、二极管电压应力和电流应力最大值,对变压器相关参数进行设计,通过搭建一台100W实验样机验证理论分析正确性,满足了电压高增益、输入电流零纹波特点。该论文有图70幅,表9个,参考文献66篇。