开关电容变换器主要由开关管和电容组成，能够实现电压变换和能量转换，是一种典型的无感变换器，具有体积小、重量轻、功率密度大等优点，随着电子设备的小型化发展，开关电容AC-AC变换器的应用前景将非常广阔。本文提出了一种基于开关电容原理的新型AC-AC变换器，能够实现变比为1/4或4的交流电压变换。设计给出了其电路拓扑结构，并对工作原理做了详细的分析。为研究变换器的效率问题，将电路拓扑简化成开关电容基本单元，运用一阶电路全响应原理推导出了其等效内阻表达式，并给出了其他主要电路参数的计算公式，包括等效电容、功率开关管的损耗、变换器效率等。根据其效率表达式，讨论了提高效率的几种方法，为变换器主要电路参数的选择提供了理论依据。在理论分析的基础上，建立了仿真模型，对电路拓扑结构进行仿真验证，分别进行了降压和升压仿真分析，其结果验证了该拓扑结构的有效性。最后，根据理论分析和仿真验证的结果，设计并研制了一台500W220V/55V开关频率50kHz的原理样机，并分别进行降压和升压实验。在降压实验时，输入电压设为220V，变换器的空载输出电压为55.5V，在阻性、容性负载下，输出电压均可保持稳定，其效率最大为88.63%；在升压实验时，输入电压设为55V，变换器的空载输出电压为219.3V，效率最大为90.69%，实验结果验证了该变换器具有良好的性能。