卫星电源控制器PCU(Power Condition Unit)是卫星供配电系统的重要组成部分,由于卫星供配电系统工作环境的特殊性,要求PCU必须具有高功率密度,低输出阻抗和高动态响应的特性。本文主要分为四部分:电源系统管理和控制部分、电源架构部分、蓄电池放电部分以及蓄电池充电部分,其中电源系统管理和控制部分负责总调度,对其余三部分进行控制、状态量测量等,以最终实现高动态、高效、高可靠性的卫星电源控制器。在电源系统管理和控制方面,分析了电源系统在轨自主管理,包括电池充电管理BCM(Battery Charge Management)原理分析和设计及电源系统的故障模式及故障模式的控制方式。同时分析了基于跨导型MEA(Main Error Amplifier)调度的原理和设计。软件方面,开展了基于内总线技术的模块化设计,提出了一种一主多从的通信模式及对应的上位机软件设置方式,使卫星电源控制器按照预定的管理策略完成对锂离子蓄电池的充放电操作、在轨故障处理等功能。通过设置MEA的电压,可使PCU处于分流调节域即SR(Shunt Regulator)域,但分流调节器拓扑结构易受到太阳能电池阵寄生电容的影响。本文对传统的SR架构拓扑工作过程进行了分析,同时针对太阳能电池阵的寄生电容对拓扑架构的影响,对比分析了三种降低此影响的拓扑形式,研究了关断延时时间和损耗之间的关系,选择了合适的拓扑形式,实验验证了理论分析的正确性。通过设置MEA的电压,也可使PCU处于放电调节域即BDR(Battery Discharge Regulator)域,此域的作用是将蓄电池中存储的化学能转换成所需要的电能。本文综合对比了四种功率变换器,从元器件应力、控制复杂度和效率提升潜力等方面进行了分析,最终选定HE-boost拓扑作为研究对象,建立了该拓扑的小信号模型,实验验证了该拓扑工作在放电状态下的性能。通过设置MEA的电压,还可使PCU处于充电调节域即BCR(Battery Charge Regulator)域,母线和电池电压的高低决定了此时需要降压型拓扑。在分析PCU的充放电使用条件后,本文选用并研究了耦合电感Superbuck拓扑,根据实际需求提出了智能充电管理控制方案并设计了相应的保护电路,实验验证了BCR模块能够稳定、可靠工作。