开关变换器作为开关电源的核心组成部分,是一种强非线性时变系统,存在次谐波振荡、倍周期分岔、低频波动与混沌等丰富的非线性动力学现象,这些现象的出现往往会导致难以预测的工作状态,极大地影响开关变换器性能,甚至使它们无法工作。因此,深入研究开关变换器中的非线性动力学行为,有助于进一步揭示非线性现象的产生机理并指导变换器参数设计。调制方式作为控制环路中的重要组成部分,对开关变换器的性能具有直接的影响。本文在非线性动力学的理论基础上,从不同调制方式的角度,对开关变换器动力学建模、动力学行为及稳定性等方面进行了深入研究。首先,以Buck变换器为研究对象,建立脉宽调制（PWM）电压型控制Buck变换器的离散映射模型。基于此模型,利用分岔图分析电路参数变化时变换器存在的周期窗、Hopf分岔、倍周期分岔和混沌等动力学现象。推导系统z域闭环传递函数、特征值方程、稳定与不稳定的分界方程,刻画变换器的工作状态域分布。从理论上证明Hopf分岔和倍周期分岔的存在性,以及两种Hopf分岔的差异性;详细研究了不同PWM调制方式对变换器稳定性的影响,指导电路参数的选择和设计。其次,将具有比电压型控制更快负载瞬态响应的双环V~2控制应用于Buck变换器,分别建立了后缘调制和前缘调制方式下V~2控制Buck变换器的离散映射模型和采样数据模型,详细分析电路参数变化时V~2控制Buck变换器在不同调制方法下存在的非线性动力学行为。在控制环路中引入斜坡补偿,推导变换器从不稳定到稳定状态的临界表达式,并对其工作状态域进行了划分。研究结果表明:后缘调制和前缘调制的V~2控制Buck变换器具有对称分岔、对称时域波形、对称相轨图和对称倍周期分岔边界等现象。利用斜坡补偿,可以有效拓宽V~2控制Buck变换器稳定工作状态的范围。最后,提出后缘-后缘调制和后缘-前缘调制的V~2控制级联Buck-Buck变换器,研究增加后级变换器给前级变换器带来的动力学行为影响。类比单个变换器,建立更加完善的二维采样数据模型,分析前后两级变换器分别采用不同调制方法对级联系统的影响。研究结果表明:当单个变换器处于不稳定状态时,级联系统中增加后级变换器可以消除单级变换器振荡,使之处于稳定,扩大前级变换器的稳定范围;并且不同的调制方式对级联变换器动力学行为影响程度和稳定范围的拓宽程度不同。