随着传统化石能源日益枯竭,新能源发电系统的发展与应用得到了人们的广泛关注。但光伏发电、风能发电等新能源发电系统,性能易受环境限制,输出电压不高且不稳定,需要采用新型高效高增益低器件应力的DC-DC变换器来弥补这一缺陷。因此,本文将Buck-Boost与Boost变换器级联,结合开关电容单元构建了本文研究的新型高增益低器件应力DC-DC变换器。如今DC-DC变换器按照是否有电气隔离,主要分为隔离型和非隔离型两类,本文首先分析比较了两类变换器,并介绍了传统Boost变换器提高电压增益的技术;其次在非隔离型变换器基础上结合单开关级联技术和开关电容单元构建了本文研究的新型高增益低器件应力DC-DC变换器,并详细分析该变换器在各个工作模式下的电压增益以及各个器件的电压应力。分析结果表明该变换器相较传统二次型Boost变换器,电压增益增大一倍;电容、开关管电压应力减小一倍,从而证明了本文所设计变换器的优越性。其次,本文对该变换器所有工作模式采用开关元件平均建模法进行建模分析,得到小信号模型并进行Laplace变换推导得出G_ov-d（s）、G_si-d（s）的传递函数,同时采用Matlab绘制幅频特性曲线,以便分析传递函数特性;分析结果表明G_ov-d（s）描述的是非最小相位系统,由G_si-d（s）描述的系统为最小相位系统,根据分析结果本文选择峰值电流控制策略。接着选取控制反馈信号,并对电流采样、斜坡补偿、电压外环补偿等控制电路进行设计,利用PSIM仿真平台分析了该变换器开关管、二极管、电容等元件的电压应力以及电感电流波形,验证了理论分析的正确性。最后根据理论和仿真分析,制作了一台参数一致的实验样机,并用示波器进行波形测试,测试结果与理论和仿真分析基本一致,验证了本文所设计变换器的优越性。