飞轮储能和其他诸如工业、交通、航空航天等领域中都要用到高压差降压直流变换器，由于应用领域的特殊性，对变换器提出了较高的要求，即在完成电能转换的同时，获得较高的效率，减少能量的损耗。从能源的角度上讲，拿飞轮储能为例，可以将能量过剩时储存于飞轮中的能量在能量需求紧张时释放，达到错峰的目的。广泛应用飞轮储能，就不会出现部分地区因拉闸限电而对生产和工作造成的不利影响，可见高压差高效率降压变换的研究具有十分重要的意义。　　本课题研究的目的在于设计高压差高效率降压变换控制系统，实现良好的动静态性能的电源模块。本文主要研究内容包括以下几个方面：　　(1)对比可以实现高压差降压的拓扑结构，通过比较不同结构的优缺点，确定采用串级Buck拓扑。　　(2)在分析单级Buck拓扑转换效率与电路寄生参数关系的基础上，得到串级Buck拓扑整体的转换效率与连接前后级的中间母线电压的关系，求取系统在不同串联级数下的最高效率，以此确定转换级数以及中间母线电压值。　　(3)建立了两级Buck串联拓扑在开关管同步控制时的直流模型和小信号模型，推导了系统输入-输出和控制-输出的传递函数，求取两级Buck串联拓扑的Bode图，为补偿控制器的设计打下基础。　　(4)采用电流内环、电压外环的双环控制，通过选择最佳的电流环反馈增益N达到化简控制对象的目的，降低补偿器设计的难度。　　(5)采用模拟方法实现双环控制，采用数字化控制实现单电压环控制，实验证明高压差导致的小占空比下利用平方型变换器可以增大占空比，提高效率，并分析了缓冲环节和开关管采用自举驱动时电路可能出现的问题。　　本文利用效率与寄生参数的关系从理论上证明了存在着最佳的中间母线电压使得整体转化效率最高，该结论对其他类似的场合有一定的指导意义。