随着交通运输业的飞速发展，随之而来的是能源的过度消耗与严重的环境污染问题。新能源汽车的出现给传统交通运输业的发展提供了新的方向，燃料电池汽车由于其零污染、零排放的优点受到了国内外各大汽车厂商的青睐。但是由于燃料电池输出特性“疲软”、输出电压等级低、伏安特性差等原因，传统升压DC-DC变换器难以直接满足燃料电池汽车动力系统的要求。因此，针对燃料电池汽车用DC-DC变换器，开展拓扑结构及控制策略的研究对促进燃料电池汽车的发展具有重要意义。
　　本文首先按照拓扑结构中储能元件的不同组合方式将非隔离型升压基本单元进行了分类，并对不同结构的基本特性进行了分析。根据燃料电池汽车用DC-DC变换器的需求总结归纳出适用于燃料电池汽车的基本单元，在此基础上针对燃料电池汽车提出了一种基于前后级通用结构的DC-DC变换器拓扑结构的构造方式，并推导了前后级结构电压增益的一般表达形式。
　　其次，依据所提出的拓扑结构构造方式提出了一种带有电压倍增结构的二次交错式DC-DC变换器，所提变换器具有高电压增益、低电压应力、低输入电流纹波、宽运行范围、共地等优势。对所提变换器的工作原理进行了分析，并给出了电压增益、电压电流应力、电感电容参数、输入电流纹波的计算方法，并将所提变换器与其他常见非隔离DC-DC变换器按照需求指标进行了对比分析。之后，利用状态空间平均法和小信号建模法对所提变换器进行了动态建模，并设计了PI控制器。
　　再次，根据设计指标对所提变换器进行硬件和软件的设计，给出了主电路、电压采样电路、驱动电路、辅助供电电路的设计过程与工作原理以及软件设计的流程图。同时，采用C语言在CCS软件环境下对各部分软件程序进行了编程。
　　最后，利用Simulink仿真软件搭建了所提变换器的仿真模型并进行了仿真实验，并搭建了额定功率为100W的实验样机及测试平台对所提变换器的稳态特性、动态特性及效率进行了测试并对实验结果与损耗进行了分析。实验结果表明，所提变换器能够满足燃料电池汽车对DC-DC变换器的各项需求指标。