大量燃油汽车数量的增加不仅会消耗石油资源,还会引起严重的环境污染问题。新能源汽车产业的发展为解决这些问题提供了新思路,燃料电池汽车由于具有零排放、无污染、高效率等优点,逐渐成为新能源汽车产业中非常有前景的发展方向。但是燃料电池输出电压较低,难以直接驱动电气负载。而且燃料电池具有“软”的输出电压特性,随着输出电流的增加,输出电压下降过快,输出电压范围较宽。因此,开发一种高增益、宽输入电压范围、小体积的燃料电池汽车DC-DC变换器具有重要意义。本文首先分析了一些DC-DC变换器存在的问题,提出了一种新型非隔离DC-DC变换器:SC-SL-Boost变换器,该变换器在获得高增益、宽电压输入范围、低器件电压应力的同时,电路输入和输出端之间为共地结构,所有功率开关也只需要一路驱动信号。此外,还可以根据增益需求,对拓扑结构进行扩展。其次,对所提出变换器的工作原理进行分析,推导出电压增益和所有器件应力的计算公式,介绍了变换器的拓扑结构,并将该变换器与现有一些燃料电池汽车用DC-DC变换器进行对比分析。之后,给出了器件参数的设计过程,采用状态空间平均法和小信号方法对变换器进行建模,完成系统补偿网络设计。最后,搭建了Psim仿真模型对变换器的合理性进行仿真验证,设计了一台额定功率100W实验样机进行实验验证。对实验样机的软硬件进行设计,采用PI控制策略,主控器采用DSP28335,给出了硬件电路图和程序设计流程。样机额定输入电压为25V至80V,额定输出为200V,额定状态下最大效率可达93.1%。仿真、实验结果与理论计算结果一致,验证了所提出SC-SL-Boost变换器的合理性和有效性,变换器适用于燃料电池汽车。