随着功率半导体制造技术和微电子技术以及其它边沿技术的不断改进和飞速发展，DC-DC变换器技术有了突破性的发展。目前，DC-DC变换器以其独有的体积小、重量轻、效率高、输出形式多样、稳压范围宽等特点，在计算机、通信系统、新能源发电、航天航空和交通运输等领域中得到了广泛的应用。它们的正常运行对保证整个系统的安全、高效、优质运行意义十分重大。通过在线实时诊断DC-DC变换器的故障，迅速切除故障以及采取合适的容错控制策略，可以有效的提高系统的可靠性。因此，对DC-DC变换器的故障诊断和容错控制策略开展研究具有重要的理论意义和工程应用价值。　　实践表明，功率开关管是电力电子电路中脆弱的一环，绝大多数故障变现为功率开关管的开路和短路。功率开关管的损坏可能会增加其他器件的电压和电流应力，如果不及时切除故障，将会导致二次故障，最终造成整个系统的崩溃。因此，本文主要针对DC-DC变换器功率开关管的故障诊断和容错控制。　　本文首先以在高电压输入和中大功率场合得到广泛应用的ZVS移相全桥变换器为切入点，给出了基于解析模型的开关管开路和短路故障诊断方法。针对变换器开路故障，以变压器两端的电压为故障诊断依据。基于对变换器开路故障模态的分析，引入主动移相技术，利用简易硬件电路，实现开关管开路故障的定位；针对开关管短路故障，以变换器直流侧电流为故障诊断依据，结合开关管驱动信号和变压器原边电压，利用逻辑电路快速实现开关管短路故障的定位。同时，为了使故障后的电路不停机持续运行，通过改变变换器控制方式，将全桥变换器转化为不对称半桥变换器，从而避免引入故障开关管隔离电路以及和冗余开关管，降低了容错控制策略的成本。　　上述针对移相全桥变换器的故障诊断方法所需诊断时间较长，而且该方法不能拓展到其它DC-DC变换器，通用性较差。因此，本文给出了一种基于磁性元件电压的通用快速故障诊断方法。由点及面，以基本的无隔离单管变换器和带隔离变压器的双管变换器为切入点，通过对变换器开关管故障发生后一个开关周期磁性元件电压的分析，提出了基于电压时序的诊断方法。通过电压信号和驱动信号的配合，可以在不到一个开关周期的时间内实现变换器的故障诊断，诊断时间很短，成本更低。通过分析总结 PWM变换器不同工作状态下磁性元件电压时序信号特征，得到了诊断方法适用条件，从而可以将该方法推广到大部分的PWM变换器，通用性更强。　　现有的DC-DC变换器的故障诊断都需要检测主电路的电压或电流，由于与主电路有物理连接，可统称为接触式故障诊断法。接触式故障诊断法需要与主电路有物理连接，电磁干扰大，通用性不强。为此，本文提出基于近场磁场信号的非接触式诊断方法。电路的近场磁场信号包含了丰富的电路工作状态信息，它们同样可以反映电路的工作状态，因此可以作为代替主电路中的电压和电流作为检测的依据。本文通过对电路中近场磁场信号的建模，为电力电子电路的状态监测和故障诊断提供了理论基础；近场磁场探头的制作，也为诊断装置的推广奠定了基础。　　为了使诊断装置可以适用到大部分DC-DC变换器，而不依赖于变换器的模型，本文给出了基于信号处理和知识的诊断方法，以快速傅里叶变换作为信号处理工具，结合神经网络和统计学的方法解决故障字典建立的难题，既能实现电路输入和输出状态的监测，又能实现开关管故障的检测。