随着新能源技术、电动汽车行业以及便携式设备的不断发展,大量的集成电路电子设备和新能源设备对其供电电源和电力电子变换设备在稳定性、稳态工作精度以及动态响应速度等方面提出了更高的要求。传统的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）已经受到了学者的广泛研究并大规模投入实际应用之中,技术十分成熟,但其从原理上存在轻载效率低、动态响应速度慢等问题。因此,本论文提出基于频率合成的多频率控制技术,研究了其在开关变换器中的应用,以提升DC-DC开关变换器的性能以适应行业的需求。首先,本文研究了固定导通时间双频率（Bi-Frequency,BF）型脉冲序列控制技术的控制原理与实现方式,并对其控制脉冲组合规律、稳态特性、瞬态响应特性进行了分析。研究分析指出,当双频率控制技术应用于电感电流非连续导通模式（Discontinuous Conduction Mode,DCM）的开关变换器时,存在输出功率与输出电压纹波难以进行折衷,以及在轻载或空载情况下失去输出电压调节能力的问题。本论文提出了基于频率合成的多频率控制技术,在双频率控制技术的基础上,加入时间可调的空白脉冲信号在原有的双频率脉冲信号上进行组合,扩展了变换器在轻载或空载情况下的调节范围,同时有效提升了变换器的输出功率范围,减小了输出电压纹波。本文详细分析了终值法频率合成多频率控制技术的工作原理和实现方式,并对其输出电压范围以及输出功率范围等稳态特性进行了具体分析。本论文提出了变控制目标的频率合成多频率控制技术,相较于终值法频率合成多频率控制技术,具有更高的输出电压精度,且同时保留了输出功率范围宽、适用于轻载或空载、输出电压纹波低等优点。本文详细分析了变控制目标的频率合成多频率控制技术的工作原理,通过详细分析了DCM Buck变换器关键参数的变化趋势,构建了空白脉冲的持续时间计算公式,实现了通过控制空白脉冲的持续时间来达到对变换器不同控制目标的调节。论文搭建了Buck变换器相应实验平台,控制技术均通过基于DSP的数字控制方式实现。针对理论分析进行了大量仿真和实验,给出了相关的实验结果和数据,验证了理论分析的正确性。