在中小功率的太阳能路灯设计中,可以使用并联单体锂电池为LED路灯负载供电。但是,单体锂电池的天然低压输出特性无法满足路灯负载的电压需求,本文针对单体锂电池的自身特性,以选择一种高增益、高效率、适用于单体电池升压的拓扑为目的,对比分析多种升压方式,最终选择钳位耦合电感变换器和耦合电感及开关电容变换器进行理论分析,给出变换器的设计过程,并将高增益变换器应用到实际项目中。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)详细介绍了单体锂电池和高增益DC/DC变换技术的研究现状,对高增益变换技术进行了总结和分类,并选择其中几种较为经典的高增益变换技术进行了详细的分析。(2)分别对两种基于耦合电感的高增益变换器进行了详细的理论分析,并对两变换器进行仿真验证。推导出了两变换器的输入输出关系,开关管电压电流应力和输出二极管的电流应力等重要参数。(3)为了进一步对比研究变换器的性能表现,为太阳能路灯系统选择合适的升压电路拓扑,对两种耦合电感高增益变换器进行了设计并进行了实验。依据实验结果对两种高增益变换器从电压增益、开关器件电压应力以及变换器效率等方面进行了详细的对比分析,最终得出结论:与钳位耦合电感变换器相比,耦合电感及开关电容变换器的性能表现更优。(4)将耦合电感及开关电容高增益变换器应用到“基于单体锂电池并联的太阳能路灯系统”项目中,完成了样机充放电电路的设计,详细分析了系统的控制策略和软件功能实现。最后通过实验证明耦合电感及开关电容变换器可以实现对单体锂电池的升压变换,为LED负载提供稳定的能量。