DC-DC变换器在电力电子领域有着广泛的应用，传统的控制都是采用模拟电路来实现的。近年来，随着数字信号处理器成本的不断降低，越来越多的DC-DC变换器采用数字控制。相较于传统的模拟控制，数字控制具有更高的稳定性、可靠性和灵活性。传统的线性化控制方法忽略了DC-DC变换器的非线性，当出现大信号干扰时可能导致输出信号畸变或产生不稳定现象。因此，一些非线性控制方法被应用到DC-DC变换器，如自整定控制、时间最优控制、模糊控制及滑模变结构控制等。滑模变结构控制具有稳定范围宽、动态响应快、鲁棒性强、控制实现简单等优点，是所有用于DC-DC变换器的控制策略中鲁棒性最强的控制策略之一。和其他控制系统一样，滑模控制系统的分析和设计，也是以系统状态量的可测性为基础的。但在实际中，DC-DC变换器的状态量并非全部都能直接测量。为解决这个问题，可利用观测器根据可测信号和系统的其他信息对状态进行估计，然后再用这个估计的状态去实现控制律。本文以Buck变换器为研究对象。首先，介绍了滑模变结构控制，分析了滑模变结构控制在DC-DC变换器中的常用方法。其次，针对输出电压微分难于测量的问题，在传统滑模观测器的基础上设计出二阶滑模观测器，实现了对Buck变换器未知状态变量的估计，并通过仿真试验验证了二阶滑模观测器具有更高的精度。第三，基于等效控制理论将数字脉宽调制(DPWM)与滑模变结构控制结合，实现了基于DPWM的滑模变结构控制。最后，针对滑模变结构控制稳态精度低的缺点，设计出基于切换增益调节的模糊滑模控制器，柔化控制信号。仿真结果表明所设计的模糊滑模控制器在缩短响应时间的同时，提高了稳态精度。