电源变换器在微电网、航空系统、通信系统等各个领域的应用不断增加,人们对电源变换器特性的要求也越来越高,为了保证电源系统的鲁棒性,需要对其中的变换器进行深入研究,不断提高和改善其稳定性。目前为满足各种电源系统性能的高要求设计,高阶拓扑结构的变换器设计不断增多。DC-DC变换器是电源系统的重要组成部分,其稳定性对系统性能有很大影响。为提高电源系统的性能,基本二阶拓扑结构的DC-DC变换器已经不能满足需要。四阶拓扑结构的Superbuck变换器能够增大光伏发电系统的发电效率,因此要对其拓扑结构进行深入分析,并提出优化拓扑结构和改善稳定性控制的方法。非线性行为是影响其稳定性的重要因素,本文应用状态空间平均建模方法、小信号建模方法、离散迭代映射建模方法等多种非线性建模方法对Superbuck变换器基本拓扑结构进行理论分析,并采用分岔图、相图等非线性分析方法研究其存在的分岔和混沌现象,为电源电路提供理论支持。根据小信号模型传递函数存在右半平面零点问题,提出改善传递函数的阻尼回路设计方法,通过优化Superbuck变换器的电路结构,从而有效避免传递函数右半平面零点问题,提高电路结构稳定性。并采用自抗扰控制方法,对Superbuck变换器的输出电压进行稳定性反馈控制,并对比传统PID控制,仿真实验验证自抗扰控制效果更好,响应速度更快、抗干扰性更强,能使输出电压更快的趋于稳定,提高了 Superbuck变换器的稳定性。