随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的过度消耗以及环境污染等问题的日益严重,研究可再生的、环保的新型能源迫在眉睫。光伏发电、风力发电、燃料电池等新型能源得到了很好的发展,其中太阳能电源及燃料电池等新能源组成的微网系统和并网系统得到了广泛应用。在这些系统中,需要DC-DC变换器实现不同电压转换,而且对DC-DC变换器的输入电压范围和质量提出了更高的要求,如何提高输出电压与输入电压之比及优化控制方法具有重要研究意义。为了提高传统Boost变换器输出电压与输入电压之比、减小开关器件电压应力和电感电流纹波,设计了一种改进型LCL交错并联Boost变换器升压装置。把开关电感单元的二极管换成电容,得到新型LCL单元,该单元使升压效果更好,对LCL单元的电感进行耦合集成。通过对变换器的工作原理和性能分析,该升压装置提高了输出电压与输入电压之比,D>0.5时提高最大,是传统Boost变换器的4倍;耦合集成电感使电流纹波减小53.13%;开关管电压应力减小,D>0.5时减小最大,是输出电压的一半。同时研究了变换器的故障检测,讨论了MOSFET管和二极管开路、短路对变换器的影响,对系统性能测试做了总结。为了更好地改善输出电能品质,文中选用模型预测控制方法。分别列写出变换器在D<0.5、D>0.5时及不考虑电感等效串联电阻和考虑电感等效串联电阻的状态方程,建立了以输出电压V_R和电感电流i_L的预测模型,进而预测该升压装置在不同工作模态下的下一采样时刻的V_R和i_L。在Matlab Simulink仿真环境下对其进行仿真验证,结果表明能准确预测下一采样时刻的V_R和i_L。最后设计了一台100W改进型LCL交错并联Boost变换器升压装置,验证了理论分析的正确性。