伴随着日益严重的气候变暖和能源危机，人们对于新能源的开发研究力度不断加大，微电网、光伏、风电等新能源发电、新能源汽车、储能系统等得到了长足的发展。双向DC-DC变换器能够实现直流电能的变换和双向电能的传输，因此在新能源开发利用中起着重要的作用。在电动汽车、微电网等应用场合，蓄电池组与直流母线间的电压差可能很大，传统的单级非隔离双向DC-DC变换器很难实现较高的电压增益，无法匹配蓄电池组与直流母线，而隔离型双向DC-DC变换器虽能通过调节高频变压器匝数比来实现高电压增益，但其漏感较大，效率较低。因此，非隔离型高增益双向DC-DC变换器有着重要的研究意义。
　　本文对非隔离型高增益变换器的研究现状进行了综述，重点对利用交错并联技术和开关电容技术升压的串联电容高增益双向DC-DC变换器进行深入分析研究。在该变换器传统的交错并联控制方式中，占空比有严格的范围限制，尽管能实现较高的电压增益，但其输入输出变比可调范围很窄，无法适用于宽输入或宽输出的场合。为了解决这一问题，本文根据其内在工作原理，提出了一种无占空比限制的180°交错并联控制方式，在能够实现变换器高电压增益的同时，不仅使得变换器的输入输出变比能够从1开始连续调节，还拓宽了变换器各相间的电流均流范围。
　　进一步地，本文详细分析了应用所提控制方式的三相串联电容高增益双向DC-DC变换器的工作模态、电压增益特性、电流分布特性和开关管应力，并将部分结论推广到了n相。为了使变换器应用于宽输入或宽输出场合，本文根据改进控制方式下的工作模态进行了小信号建模，并依此进行了闭环系统设计。
　　本文通过PSIM软件进行了仿真分析，验证了理论分析的正确性。通过相应的硬件与软件设计，搭建了一台以TMS320F28335为核心、低压侧电压为12～36V、高压侧电压为120V的宽输入试验样机。通过变换器在不同控制方式下的对比实验，进一步验证了所提控制方式的有效性和实用性。