近年来,随着能源结构的变化,可再生能源逐步代替传统化石能源。新能源发电技术在此形势下孕育而生并迅速发展。随着应用领域的扩大,光伏发电、风力发电等新能源发电技术对其发电过程中应用的变换器性能要求也越来越高。新能源发电技术目前仍存在一些弊端,为更好的解决新能源装置提供的输入电压低、输入电流纹波大等问题,国内外学者进行了大量研究。基于这一方向,本文进行深入分析,具体工作如下:一、对DC-DC变换器的背景及现状进行阐述,总结目前高增益直流变换器以及零纹波变换器的主要拓扑结构,并对其工作原理及优劣势进行分析。经对比分析发现,开关电容结构在新能源发电系统发电的应用中具有很大优势。二、对带有开关电容结构的变换器进行深入分析研究,将传统Boost变换器与开关电容结构进行结合,通过改变拓扑结构的连接方式,得到基于开关电容的双开关高增益低输入电流纹波变换器（Switched Capacitors-Double Switch,SCs-DS）的拓扑结构。该变换器中含有两个电感,即主电感L1、储能电感L2,根据流过电感L1、L2的电流是否下降至零,将变换器的工作模式分为四种,并对其在不同工作模式下相应的模态及工作原理进行详细分析,绘制出四种工作模式下各变量波形图,对变换器特性进行详细分析研究,同时根据主电感L1、储能电感L2的参数变化对变换器的工作区域进行划分。三、为了进一步提高电压增益,SCs-DS变换器在使用较少器件的基础上大幅度提升电压增益,绘制出该变换器在CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM四种工作模式下的等效原理图、各变量波形图,对变换器的工作原理以及特性进行详细的研究分析。此外,将提出的两种变换器与同类型的变换器进行比较分析,经比较发现SCs-DS变换器、改进型开关电容高增益变换器均能够实现变换器拓扑结构的优化,同时能实现变换器输入输出特性的优化。四、为了验证理论分析的准确性,进行软件仿真和硬件实验。论文中搭建了 Buck-Boost/Boost型开关电容组合变换器Ⅱ、SCs-DS变换器和改进型开关电容高增益变换器的仿真模型,设计相应的实验样机,在此基础上进行硬件实验。将软件仿真结果和硬件实验结果进行对比分析,结果一致且与理论分析相符,体现了所设计的SCs-DS变换器和改进型开关电容高增益变换器的创新性、可行性与优越性。