小型化、轻型化是电力电子装置的重要发展方向，提高开关频率有助于这一目标的实现。开关频率上升，开关损耗随之增加，散热成本相应加大，变换器效率很难得到提高。软开关技术和三电平技是可以提高开关频率减小开关损耗的两种新型技术。软开关技术有利于减小开关导通和关断时的开关损耗。三电平技术可以使输出实现倍频。将二者结合起来，充分利用它们的优点，可以最大限度地提高变换器的性能。　　 本文首先分析了两种三电平Buck变换器的工作原理，推导了连续导电模式、断续导电模式下的输入输出关系和临界导电模式边界条件。两种三电平Buck变换器的开关及二极管的电压应力为电源电压的一半，滤波电感电流和滤波电容电压频率为开关频率的两倍。共地型三电平Buck变换器的电源支路损耗在占空比小于0.5时为非共地型的两倍，占空比大于0.5时小于两倍。隔直电容的损耗为分压电容的四倍。非共地型三电平Buck变换器由于损耗小而得到广泛应用。　　 然后介绍了由零电压多谐振技术与非共地三电平技术结合得到的典型零电压多谐振三电平Buck变换器。详细分析了变换器的主要工作原理，推导了谐振状态下各谐振元件的物理量。该变换器中主开关和续流二极管都工作在零电压状态。开关电压应力与传统准谐振变换器相比大大减小。两个软开关单元解耦，相互独立工作。但是谐振电感一直工作，通态损耗大。变换器以调频方式工作，不利于滤波电感和滤波电容参数设计。　　 针对零电压多谐振三电平Buck变换器的不足之处，提出一种由零电流零电压开关单元和非共地三电平单元结合而成的零电流零电压三电平PWM Buck变换器。分析了零电流零电压三电平PWM Buck变换器的工作原理，推导了各模态谐振元件的物理量和软开关实现条件。由分析可知所有半导体器件均实现了软开关工作。主开关为零电流开关工作，辅助开关为零电压开关工作。续流二极管工作在零电流导通，零电流零电压关断。辅助开关电压应力比零电压多谐振三电平Buck变换器开关的电压应力低。谐振电感并非一直导通，导通时间比零电压多谐振三电平Buck变换器谐振电感的导通时间短，损耗减小。零电流零电压三电平PWM Buck变换器以PWM方式工作，开关频率恒定，通过调节开关占空比调节输出电压。但是辅助开关电压应力高于电源电压，谐振电感导通时间仍然较长，损耗也较高。　　 最后，针对零电流零电压三电平PWM Buck变换器的缺陷，提出了一种由零电流开关单元和三电平技术组成的零电流三电平PWM Buck变换器。分析了其工作原理，推导了输入输出电压关系及软开关实现条件，给出了谐振参数和滤波参数的设计方法。该变换器的所有半导体器件均实现了软开关工作。除辅助二极管外，所有半导体器件电压应力均为电源电压的一半。辅助二极管电压应力小于电源电压。通过对两种改型变换器的比较分析，得到了改进型零电流三电平PWM Buck变换器开关损耗低，半导体器件电压应力小的结论。仿真结果验证了零电流三电平PWM Buck变换器的可行性和比较分析的正确性。并根据理论分析展开了尝试性的实验研究。