在航天器系统中，卫星电源的作用是至关重要的，本论文重点研究在卫星电源上使用的高功率密度放电拓扑，设计出合理的高功率密度放电拓扑，以降低卫星的发射成本。通过对国内外常用的几种放电拓扑进行分析，选择Weinberg放电拓扑进行高功率密度放电变换器的设计。对Weinberg放电拓扑进行原理分析，根据卫星电源系统对放电拓扑的性能要求，对放电拓扑的各种参数进行选择和设计，并通过saber软件仿真和实验验证拓扑参数的合理性。使用内环电流环和外环电压环对放电拓扑进行环路补偿设计，对Weinberg放电拓扑进行小信号建模，使用mathcad软件计算补偿网络参数，保证放电拓扑的动态响应性能和稳定性，使用环路分析仪对实际电路进行环路特性测试，验证补偿网络参数的合理性。为了解决以往放电拓扑的散热结构留有较大裕量，降低了功率密度的问题，本论文采用热仿真方法对放电拓扑的几何结构进行优化设计，首先对放电拓扑几何结构进行初步设计，对放电拓扑的各个器件进行损耗计算，使用Ansys软件对电路进行热仿真，修改拓扑结构，通过Ansys软件重复进行热仿真，优化放电拓扑的几何结构，最后通过实际电路验证放电拓扑的几何结构设计的合理性，并在全电压全功率范围内进行效率测试，完成高功率密度空间电源放电变换器。