为了应对可再生能源如光能与风能等不稳定性和间歇性等问题,在新能源发电场合,利用三端口变换器提供额外的端口来连接储能设备以稳定功率供给的方法受到了广泛的关注。相对传统的利用两个两端口变换器的方法,三端口变换器尤其是非隔离型具有体积更小和成本更低等优点,但其端口间电压约束往往较为严重,不能实现任意端口间的升降压,这极大的限制了其应用场合,因此,对具有更宽电压范围特点的非隔离拓扑的及其控制策略的研究成为当下研究的一个热点。针对上述问题,提出了一种具有宽工作电压范围的非隔离三端口拓扑,该拓扑除了可实现任意端口间升降压变换,还具有更高的功率密度。拓扑由四开关Buck-Boost演变而来,通过在端口间添加电容,可同时减小与电容相连的两个端口的输出电压纹波,因此在同样纹波要求下,该拓扑所需滤波电容总量更少、系统的功率密度更高。除此之外,还通过理论分析证明了该电容的添加也有利于减小与之相连的两个端口总的滤波损耗。针对电路在宽工作电压范围下单一控制器参数无法实现稳定控制的问题,设计了一种分段建模补偿策略。在电压变化范围大时,利用单一工作点小信号模型来设计补偿器控制效果不佳,因此根据端口电压大小关系将电压范围划分为三段,分别对每段进行补偿,电路根据工作电压来决定其所采用的补偿器参数。基于对电路工作原理的分析并考虑电路工作特点,设计了电路的参数,利用状态空间平均法建立了添加电容前后系统小信号模型并进行了对比,以分析添加电容对系统小信号稳定性的影响。根据电路的工作特性划分了不同的工作区和电压模式,为实现准确的工作区识别和控制环路的自动切换,采用了一种控制器输出并行竞争逻辑;为保证各工作区和电压模式切换的平滑性,设计了具有记忆作用的模式切换策略,避免了切换过程可能导致的占空比突变。为了降低电路导通损耗及开关损耗,对不同的桥臂设计了针对性的锯齿波调制策略,实现了电感有效值最小化和开关管的软开关。利用仿真工具分析了各电压模式下辅助电容减小纹波的效果、软开关过程以及负载突变时电路的工作情况,验证了以上理论分析的正确性。