基于超高速涡轮发电机的飞行器电源系统是当今电力电子领域崭新的研究方向，其原理是利用飞行器喷气推进过程中的燃气尾焰或高速气流带动永磁发电机转子旋转进而输出三相交流电。利用这种电源系统代替传统的燃气液压装置或蓄电池组，可有效降低飞行器电源系统的体积和重量。具有负载自动匹配功能的电能变换器可以在解决发电机与负载之间能量匹配问题的同时，将三相交流电转化为可供负载使用的直流恒定电压。本文围绕超高速涡轮发电机独立发电系统自身特点，对开环超高速涡轮发电机外特性进行定性分析。研究其“失配”行为和重匹配机理，总结电能变换器拓扑优选规则，提出基于buck拓扑的双通道交错并联变换器的具体方案。最后对串联型和并联型两种能耗匹配电路进行比较并优选。针对技术指标，对电能变换器主要参数如电感、输出电容和能耗电阻等进行设计，并通过开环仿真对参数设计的正确性进行验证。由于电能变换器的功率等级较高，最后对变换器的热管理和高功率密度工艺结构进行设计。研究电能变换器控制系统设计方法，应用模拟控制器，通过推导buck变换器小信号模型，以小信号模型为基础对反馈补偿网络进行计算和设计。通过Matlab仿真对补偿后控制系统的动态响应性能进行检验。为了验证设计方法的合理性，拟制作一台实验样机，通过对实测波形的分析和讨论，验证电能变换器设计的正确性。