针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式（Buck）变换器输出支路间的耦合效应而导致的交叉影响进而影响系统动态性能的问题，提出了基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略。首先建立CI-SIDO Buck变换器状态空间平均模型，再通过具有快速收敛性质的ST-ESO观测估计变换器内外环中的耦合项、内部扰动和未建模部分，并将其视为内外环中的总扰动。其次，结合超螺旋滑模控制器对内外环中总扰动进行补偿，实现系统的解耦，保证系统的鲁棒性和输出电压的稳定。然后，通过Lyapunov理论对ST-ESO和超螺旋滑模控制器进行稳定性分析，理论验证了控制策略的可行性。最后通过实验平台对所提控制策略进行实验验证。实验表明，所提控制策略实现了系统解耦，抑制了交叉影响并提高了系统的动态性能。