随着人类对于环境要求的不断提高,新能源领域的发展日益受到关注。而新能源能够高效率的使用,离不开电力电子技术和相应电力变换器件的成熟。DC-DC Buck变换器作为电力电子领域广泛应用的器件,其主要负责电路中电能的降压功能。在开关电源和一些复杂控制系统中,大部分控制算法在对Buck变换器实现降压时,只是改变了电压的大小,却忽略了电路中电流的影响。实际中,当电压在快速变换时,电路中的电流会急剧升高。电流过高势必引起电路中某些元器件的烧坏,对此硬件上通常采取添加限流保护模块,这就造成了成本的增加。因此对于Buck变换器中电流的约束研究是一个很有必要的问题。本文针对Buck变换器中电流过高问题,分别设计了一种双闭环电流受限有限时间控制算法和单闭环电流受限有限时间控制算法。有限时间控制算法可以加快系统的收敛速度,使系统在有限时间内达到稳定。除此之外,系统的抗干扰性能也有所提高。本文首先分析了Buck变换器的基本原理以及建模方法,设计了一种Buck变换器双闭环电流受限有限时间控制算法,控制器分为外环控制器和内环控制器两部分。针对电压收敛速度问题,设计了外环电压的有限时间控制算法,提高了电压的收敛速度。内环电流控制器负责防止电路中电流的过高。对于所设计的控制器,文章给出了详细的理论证明。接着,为了应对电路中的扰动问题,设计了基于超螺旋算法的扰动观测器。然后针对双闭环控制繁琐问题,提出了一种单闭环电流受限有限时间控制算法,其通过施加对电流的惩罚函数的形式实现电流的约束。该控制器的控制效果优良,且参数调整简单,文中对于所设计控制器进行了严格的证明。最后本文用PSIM软件分别对两种控制器进行了仿真,并且搭建了DSPACE实验平台做了相应的实验验证。通过与传统控制器进行对比,验证了所设计的控制器的有效性。