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三态DC-DC变换器是一种工作于电感电流伪连续导电模式(Pseudo Continuous Conduction Mode,PCCM)的变换器,它结合了连续导电模式(Continuous Conduction Mode,CCM)与断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)的优点,消除了传统Boost类和Buck-Boost类变换器的右半平面(Right Half Plane,RHP)零点,可以在提高开关DC-DC变换器负载瞬态响应速度的同时拓宽变换器的负载范围。因此,研究三态DC-DC变换器具有重要意义。首先,本论文以三态Boost变换器为研究对象,详细分析了恒定续流时间(Fixed Freewheeling Time,FFT)控制、恒定放电时间控制、恒定参考电流(Constant Reference Current,CRC)控制和动态参考电流(Dynamic Reference Current,DRC)控制等续流控制策略的工作原理。采用时间平均等效电路法建立了它们的小信号模型,并得到了相应的控制―输出传递函数,从频域上分析了控制―输出传递函数的RHP零点。研究结果表明:FFT控制三态Boost变换器的控制―输出传递函数存在一个随着工作点改变而变化的RHP零点,而其他三种续流控制策略不存在RHP零点;这说明三态Boost变换器RHP零点的存在与否,与续流控制策略相关。通过频域仿真和时域仿真验证了理论分析的正确性。其次,详细分析了电压型DRC控制三态Boost变换器的工作原理,并比较了电压型CRC控制和电压型DRC控制三态Boost变换器的效率和负载瞬态性能,分别推导了它们的负载范围表达式。为了提高负载瞬态性能,将电流型控制应用于三态Boost变换器,分析了电流型CRC和电流型DRC控制三态Boost变换器的工作原理。分别建立了它们的完整小信号模型,推导了相应的输出阻抗,并对其低频增益进行了对比分析,且通过频域仿真验证了理论分析的正确性。研究结果表明:与电压型CRC控制相比,电压型DRC控制三态Boost变换器具有轻载效率高、负载范围宽、瞬态性能好的优点;与电流型DRC控制相比,电流型CRC控制三态Boost变换器具有更快的负载瞬态响应速度,实验结果验证了理论分析的正确性。最后,建立了适用于电流型控制三态Boost、三态Buck和三态Buck-Boost变换器的统一离散迭代映射模型,分析了三态DC-DC变换器在不同电路参数发生变化时的动力学行为。推导了电流型控制三态DC-DC变换器从稳定的PCCM周期1状态到不稳定状态的分界线方程,并对其工作状态域进行了有效划分。研究结果表明:谷值参考电流对三态DC-DC变换器稳定性具有明显的影响,且谷值参考电流越大,变换器越稳定,但较大的谷值电流参考值会降低变换器的效率;与电压型控制三态DC-DC变换器不同,电感等效串联电阻对电流型控制三态DC-DC变换器的稳定性几乎没有影响;引入斜坡补偿,可以有效拓宽电流型控制三态DC-DC变换器的稳定工作范围;实验验证了理论分析的正确性。