快速负载动态响应是衡量DC/DC变换器供电质量的重要性能指标,其与所采用的控制方案密切相关。传统线性控制方案如PI控制的负载动态性能无法满足现有直流用电设备的要求,目前多采用电路调整方案或者时间最优控制方案获得快速动态响应。尽管时间最优控制策略能在控制层面获得最优的负载动态性能,但其控制效果受制于滤波元件参数。因此,本文以Buck变换器为研究对象,采用动态调节主电路滤波元件参数的思路,结合电荷充放平衡原理,在时间最优控制基础上提出并联型辅助电感切换的负载时间最优控制策略,并将所提控制策略应用于以Buck变换器为结构的直流电源模块上,验证所提控制策略的可行性。本文主要的研究内容有:首先,对主电路滤波参数动态调整方案展开研究,提出辅助并联电感电路和基于辅助并联电感的时间最优控制策略。根据时间最优控制原理,推导Buck变换器动态性能指标与主电路滤波元件参数之间的数学关系。通过数学和仿真分析,得到滤波参数调整能改善负载动态性能的结论,从而提出基于并联电感的变电感参数方案,并设计相应的辅助并联电感电路。同时分析滤波电感参数调整使负载动态性能提升的机理,探索并联变电感电路作用的约束条件,根据电容电荷充放电平衡原理得到辅助电感的取值范围和基于辅助并联电感的时间最优控制算法。其次,对负载动态时主电路滤波电感参数多次调整方案展开研究,提出基于辅助并联电感的序列切换时间最优控制策略。根据基于辅助并联电感的时间最优控制策略数学分析可知动态调整时间已经无法再提升。理论分析得出负载动态时辅助并联电感作用次数与负载动态调整电压的数学关系,得到负载动态时辅助并联电感多次作用能进一步改善动态性能的结论,从而提出序列切换时间最优控制策略。为了保证动态期间充放电平衡,在辅助并联电感多次作用后系统能恢复稳定,依照电荷平衡原理建立数学模型推导出辅助电感切换次数与辅助电感值之间的数学关系,得到辅助电感参数的选取原则以及序列切换时间最优控制的迭代控制算法。最后,对所提控制策略进行仿真和实验验证。在PSIM软件平台上搭建Buck变换器仿真电路,综合所提控制的基本原理设计并搭建了相应的控制电路进行了仿真验证。同时参考仿真电路设计了包含Buck主电路和控制电路的直流电源模块,在直流电源模块上进行了负载电流跳变实验。通过仿真和实验验证所提的两种控制方案的有效性和可行性。