高增益直流电源在光伏阵列和燃料电池的并网,工农业及医疗科学领域均具有广泛的应用,而在许多应用场合中,存在输入电压电压远低于所需输出电压情况,需采用高效率、高增益DC/DC变换器来实现电压匹配。本文在现有高增益DC/DC变换器拓扑基础上,提出功能解耦型高增益DC/DC变换器,该变换器由直流变压单元和辅助变换单元通过输入并联、输出串联组合而成,分别实现高效、高增益变换和输出稳压功能。基于直流变压单元和辅助变换单元的功能及性能需求,确定了它们的主电路拓扑。在此基础上,根据直流变压单元实现高效、高增益变换的需求,对其工作模态进行了解析,根据不同工作模式下模态之间的联系,解析工作模式,并确定其工作于不同模式的边界条件,最终形成了定量设计方法;根据辅助变换单元实现输出稳压的需求,对各种控制方案进行了对比分析,根据分析结果确定了控制方案。最后,根据上述理论分析及设计结果,搭建了实验样机进行相关实验验证。论文的具体研究内容如下:首先,介绍了高增益变换器的应用背景,在此基础上将应用中所需高增益变换器分为三类,开关电容、开关电感型,耦合电感型,组合型。对基本开关电容电感变换器工作原理进行分析,得出其优势和不足,并对其优化和拓展拓扑加以论述。耦合电感型与组合型变换器同理阐述,通过分析确定本文研究拓扑类型为组合型。接下来对于功能解耦的结构及其应用背景进行介绍,易得组合型高增益拓扑能够与功能解耦架构很好契合。其次,从增益及效率两方面对拓扑架构进行了对比分析,根据分析结果提出由直流变压单元和辅助变换单元通过输入并联、输出串联组合而成的功能解耦型高增益DC/DC变换器。根据直流变压单元及辅助变换单元的功能及性能需求,确定直流变压单元采用工作于定频、定占空比的非对称半桥LLC谐振变换器,并采用倍压整流电路进一步提高增益;辅助变换单元采用同相Buck-Boost变换器,为避免工作于极限占空比并对输出电压进行连续闭环调节,对其控制方案从电流纹波及平均方面进行了详细分析,根据分析结果确定采用四模式控制方案1。由于功能解耦结构对于直流变压器要求较高,故接下来详细分析LLC谐振变换器工作模态以及工作模式,结合工作模态的特点及其构成工作模式的规律,在时域对LLC谐振变换器各工作模式进行解析,求出不同工作模式之间的边界条件,并用PSIM仿真验证推论结果的正确性。在此基础上,给出精确的LLC谐振变换器设计方案。最后,介绍了Buck-Boost+LLC输入并联输出串联的设计方案,在前文分析的基础上给出其参数设计,功率器件选型以及控制方案设计,并制作一台输出400V/400W样机,验证理论分析的准确性和设计方案的可行性。