在经济飞速发展、化石能源日益匮乏、环境问题日益严重的三重背景下,对新能源技术的要求日益提高,开关电源作为一种电能传递与转换的设备,它的快速发展能为新能源技术的应用及推广提供了有力的支持。如今,政府在新能源汽车、农村光伏发电、风力发电等领域不断调整补贴政策,力求扩大新能源在工业生产和人民日常生活等领域中所占的比重。其中直流电源将扮演着不可或缺的角色,而DC-DC变换器作为直流电源和负载之间的衔接点,成为本领域长盛不衰的研究热点。因此,研究一种电路结构简单、性能优异、经济性好的DC-DC变换器具有重要的理论意义和较大的实用价值。目前,DC-DC变换器主要存在升压因子较小,电容器电压应力较高、电压调节范围有限、工作效率低下等缺陷。本文以Z源DC-DC变换器为基础,结合开关电感、开关电容升压模块将重点放在主电路的拓扑研究上,提出了改进型Z源DC-DC变换器。该变换器都保留了Z源对称网络,继承了Z源变换器的部分优点,满足当下对电源小型化、经济化的需求。参照Z源变换器分析方法,分析研究新拓扑结构的工作原理、控制方法、工作性能。列写出不同状态下的等效电路图对应的表达式,并推导出电容器电压、电感平均电流和电压增益。以改进Ⅱ型Z源变换器为例,对其阻抗源网络采用状态平均法和小扰动法完成小信号建模。根据传递函数和零极点图,分析网络器件参数对其静态性能和动态性能的影响,可为网络器件选型提供最优化方案,实现稳定升压功能。不仅有利于实现变流器的小型化,而且提高其经济性。使用Matlab/Figure软件直观地表现出改进型拓扑和原始拓扑之间的差异,表现出改进型变换器的显著优势。然后,通过在改进型变换器上级联单元模块的方式,探索研究了多级级联型Z源变换器,得出单元模块的增加能够提升电压增益,降低电感平均电流和电容电压的结论。最后,利用Matlab/Simulink软件对所提出的变换器进行仿真研究,结合对变换器实验样机的搭建,及测试样机在导通占空比下的实验数据,将这些仿真数据,实验数据与理论值进行了对比。在误差允许的范围内,证明了改进Ⅱ型Z源变换器的理论分析、公式推导的正确性,实际应用的可行性。