由于全球污染问题日渐加剧,寻求绿色能源(可再生能源)也变得越来越重要。燃料电池是一种电化学的发电装置,它能量转化效率高、无噪音、少污染,几乎不排放氮氧化合物,是一种先进的能量转换装置,并且它的应用十分广泛。它可以应用在任何需要能源和动力的领域。随着我国汽车保有量的增长,石油资源不足引起传统燃料供需矛盾日益突出,汽车尾气污染也越来越严重。以燃料电池为动力的电动汽车是解决这些问题最有效也是最现实的措施。但是燃料电池本身产生的不稳定直流电,以及目前的燃料电池输出特性偏软及动态性能较差的特点使得其直接作为动力源并不合适,因此必须配备功率变换器(PCU),来调节、控制和管理电源输出,以得到符合要求的直流电或交流电能。因而,随着燃料电池产品与技术的发展,针对燃料电池应用的电力电子变换装置与技术的研究与开发已成为一项重要的课题。鉴于燃料电池诸多显著的优点,本论文研究了一种低压直流输入、低成本、低污染、高效率的两级DC-DC电源变换器,可改善其输出特性偏软及动态性能较差的缺点,同时也为并网逆变提供基础。本文首先概述了燃料电池的原理及特点,论述了燃料电池在我国使用的重大意义,阐述了选题背景及研究意义,指出了本文中作者所做的研究工作。其次,介绍了普遍适用的DC-DC变换器的拓扑结构,并对最终由Boost和全桥移相组成的两级燃料电池DC-DC变换器分别做了电路分析。针对全桥移相拓扑结构中最关键的软开关技术做出了分析,同时给出了两级变换器的硬件设计,包括Boost的数字化控制电路和全桥移相的移相控制、驱动控制、保护控制。根据系统的软件设计的要求,讨论了初始化及主程序、A/D采样、PWM信号产生、PI控制等各个软件模块的功能和实现,给出了各部分的流程图。最后,针对燃料电池的“软”特性,运用MATLAB/SIMULINK对前级Boost电路进行了仿真,分析了仿真结果,验证了设计的正确性和可行性。