进入21世纪以来,能源危机与环境污染问题日益严峻,可再生能源的需求日益增多。随着现代电力电子技术的不断发展,以光伏发电、风力发电等代表的绿色可再生能源在近些年得到了快速发展。而现阶段新能源发电技术由早期大范围并网发电向分布式发电技术发展。对于分布式光伏发电系统来说,由于光伏板的输出电压等级较低,无法满足后级并网或传输设备的电压等级,需要通过一级高增益DC/DC变换器将较低的电压等级进行成倍提升,故研究高增益、高效率的DC/DC变换器日渐成为国内学者研究的热点。文章首先以Buck-Boost变换器与Zeta变换器作为研究切入点,将两种变换器进行输入端并联输出端串联并共用输入端结构,提出了一种组合Buck-Boost-Zeta变换器,该变换器相较于Buck-Boost变换器和Zeta变换器,电压增益明显提升,分析了变换器的工作原理给出了一系列组合Buck-Boost-Zeta变换器的叠加拓展结构。然后,在组合Buck-Boost-Zeta变换器的基础上,替换前级储能电感为耦合电感结构,副边组合二极管-电容倍压支路,提出了一种高增益耦合电感组合Buck-Boost-Zeta变换器。变换器的电压增益得到成倍提升,同时,变换器保留了Zeta输出电流连续的特点。在结构上共用二极管-电容支路作为开关管的无源钳位吸收支路吸收漏感能量,有效抑制了开关管寄生电容与漏感谐振产生的电压尖峰,减小了开关管的电压应力。分析了变换器在CCM模式以及DCM模式的各项性能参数以及BCM模式的边界条件。对比了其他改进型耦合电感Buck-Boost变换器的性能并给出耦合电感组合Buck-Boost-Zeta变换器的拓展结构。之后,利用状态空间平均法对耦合电感组合Buck-Boost-Zeta变换器进行了小信号建模,设计了单电压环PID补偿器,通过MATLAB/Simulink与PSIM联合仿真技术对控制器设计进行了验证。最后,对样机的整体结构进行了设计,对耦合电感组合Buck-Boost-Zeta变换器进行仿真验证,搭建实验样机进行实验验证,仿真与实验均验证了理论分析的正确性。该论文有图47幅,表5个,参考文献69篇。