固定关断时间(Fixed Off-Time, FOT)控制方法因其动态响应速度快，控制电路简单而被广泛使用。在FOT控制Buck变换器中，输出电容等效串联电阻(Equivalent Series Resistance, ESR)对系统的工作状态及稳定性有着很大的影响。本文以输出电容ESR为主要电路参数，研究其变化时FOT控制Buck变换器的稳定性及动力学行为。通过电力电子仿真(Power Simulation, PSIM)软件进行电路仿真，定性分析了FOT控制Buck变换器输出电压相位滞后于电感电流相位的原因及其引发脉冲簇发现象的机理，探讨了如何调整输出电容ESR值来消除这些复杂非线性现象，并定量给出了系统处于稳定工作状态时的ESR临界值。结果表明：当ESR小于临界值时，输出电压相位滞后电感电流相位，发生脉冲簇发现象；而当ESR大于临界值时，输出电压与电感电流的变化保持同步，脉冲簇发现象消失。通过描述函数法建立了参考电压至输出电压的传递函数，由Routh-Hurwitz判据说明了ESR临界值是系统的失稳条件。基于对Buck变换器开关状态的分析，将FOT控制Buck变换器的工作状态分成了五种运行模式，并导出了划分五种运行模式的四条边界。由异步采样法，采样FOT控制Buck变换器在每个控制脉冲终止时刻的状态值，建立了FOT控制Buck变换器的离散映射模型，由此获得了输出电容ESR、输出电容和固定关断时间作为分岔参数的分岔图，并基于Jacobi矩阵与特征根的推导，得到了相应参数变化时的最大Lyapunov指数谱。搭建了实际电路，实验结果很好地验证了理论分析的正确性。提出了斜坡补偿FOT控制技术。基于PSIM电路仿真，比较分析了斜坡补偿FOT控制Buck变换器采用低ESR输出电容时采样电阻对系统稳定性的影响，并导出了采样电阻的临界值。进行了斜坡补偿FOT控制Buck变换器的动力学建模和分岔分析，其结果与电路仿真结果相符。结果表明：斜坡补偿FOT控制技术可有效地降低系统对输出电容ESR的依赖，拓宽了ESR的稳定空间。