环境污染是目前制约人类可持续发展的最大阻力,寻求绿色能源变得至关重要。由于燃料电池发电发电方式具有清洁、高效的特点,所以燃料电池发电是目前研究最多的发电方式之一。而DC-DC功率调节单元是燃料电池发电装置的核心组成单元,故研究高增益直流变换器也是极其必要的。论文首先介绍了应用于燃料电池发电装置中DC-DC单元的CIBVD-Boost变换器。文中结合CIBVD-Boost变换器工作原理推导出变换器的稳态增益方程和开关器件电压应力方程,并通过仿真对其进行理论验证,验证结果表明,该拓扑增益较基本Boost电路增益增加了(1+N)倍,但是开关二极管电压应力仍然较大;为了减小开关二极管的电压应力,在CIBVD-Boost变换器基础上加入开关电容结构,提出了一种新型CISC-Boost变换器拓扑,详细分析了CISC-Boost变换器工作原理,并对其稳态特性进行了推导,通过搭建30W仿真仿真模型和实验模型对CISC-Boost变换器特性进行了验证,验证结果表明,所提CISC-Boost变换器具有高增益、低压开关应力的优点,基于CISC-Boost变换器拓扑结构,又衍生出了两种新型CISC-Boost变换器拓扑—CISC-Boost(A)和CISC-Boost(B),提供更多的解决方案,但是CISC-Boost系列变换器的输入电流在CCM状态下呈梯形波,燃料电池可靠性受到影响;为了降低输入电流纹波,同时使燃料电池装置中功率斩波单元具有增益高、开关电压应力的特点,文中提出了第二种新型高增益直流变换器拓扑—CISS-Boost变换器,文中基于变换器的工作原理推导出CISS-Boost变换器稳态特性方程,并通过搭建60W仿真和实验模型对变换器原理和可行性进行验证,验证结果表明CISS-Boost变换器具有输入电流连续且波动小、电压增益高和开关电压应力低的优点,文中还在CISS-Boost变换器基础上对其进行结构衍变,得到了CISS-Boost(A)拓扑,旨在为燃料电池发电装置中的DC-DC单元提供更多的解决方案。本文研究的拓扑主要应用于燃料电池发电装置中DC-DC单元,设计拓扑结构能够很好的满足燃料电池装置中DC-DC单元功率变换条件。文中对所提新型高增益的工作原理进行了详细分析,推导了变换器的稳态特性方程,设计了电路主要参数。为了验证理论正确性和工程可行性,分别搭建了仿真模型和实验模型。