DC-DC变换器广泛应用于数据中心，LED驱动，微处理器等场景，而这些应用领域既要求变换器具有较高的稳态精度，还需要其具有极好的负载瞬态性能，即变换器能够在宽负载范围内稳定工作并且瞬态过冲较小。时间最优控制方法理论上能够实现在动态时刻开关经一次切换就能使得变换器到达新稳态工作点，实现快速负载瞬态调节。但是整个控制过程中的变换器的元件参数恒定，限制了瞬态性能。本文基于此，拟从拓扑改进和控制复合调节角度出发，探索DC-DC变换器负载瞬态性能的提升技术。研究完成的主要内容如下：
　　首先，针对传统PID控制作为时间最优控制稳态控制器时存在的二次暂态调整现象。分析了当采用PID控制作为时间最优控制稳态控制器时，动态结束后变换器存在偏离稳态工作点的二次调整暂态过渡现象。为避免产生该暂态过渡，从消除控制信号直流偏置角度出发构建了电感电流纹波滞环控制作为稳态控制。推导了纹波电流滞环控制的小信号模型并给出了相关参数的选取。通过仿真验证所提稳态纹波电流滞环控制时间最优控制DC-DC变换器在暂态结束后不存在二次调整，能够完成负载时间最优的动态调节过程。
　　其次，为在时间最优基础上进一步提高DC-DC变换器负载瞬态性能，提出动态辅助相的Buck变换器时间最优控制。针对时间最优控制中存在的多次经过稳态工作点的问题，引入动态辅助相的结构，基于电容电荷平衡思想，对辅助电路在负载动态过程中的切换时刻进行数学推导。讨论了负载发生上跳和下跳时具体的切换时刻的计算公式，以及对于辅助电感的选取。并且给出仿真对比图。该控制突破了原Buck主电路参数设计的限制瓶颈，经过仿真验证，能够实现相比时间最优控制更快速的负载瞬态调节。
　　最后，提出了动态辅助相Boost变换器时间最优控制策略。将所提的动态辅助相的控制思路推广到Boost变换器中，重点讨论了Boost变换器的时间最优控制的设计以及多次切换控制的控制器的设计，通过几何关系计算了切换时刻。给出了仿真对比图以及实际电路的设计和实验波形，验证了所提控制策略解决了辅助电路单次切换时间最优控制Boost变换器中存在的电阻耗能和输入电流过冲较大的问题，降低了Boost变换器的调整电压，改善了Boost变换器的负载瞬态性能。