脉冲等离子体推力器(Pulsed Plasma Thruster,PPT)高压储能电容充电电源的性能决定了PPT的推力精度、脉冲放电最大重复频率,以及PPT系统的整体效率。本文针对高压电容充电电源如何提升电流输出能力、电压精度、电压重复稳定度、电源效率等方面开展研究。首先,论文综述了现有的PPT高压电容充电电源的拓扑,结合PPT的特殊工况,选用LCC谐振型高频变换器作为充电电源拓扑结构,并设置其工作在谐振电流断续模式(DCM),以获取零电流软开关(ZCS)特性。通过比较断续模式下的单脉冲输出(DCM1)和双脉冲输出(DCM2)这两种细分模式下的电流输出特性,进一步确定DCM2作为主工作模式,并通过模态分析求解出该模式下的临界断续谐振频率表达式,从而为脉冲频率调制和基于PI算法的电流闭环控制参考值设定提供依据。论文通过对比临界断续频率调制与传统定频调制下的输出电流最大值,验证了基于临界频率调制的恒流充电控制方案有效提升电流输出能力,确保在规定的重复周期内,完成PPT恒流充电。其次,电源工作在低压大电流输入条件,变换器的功率损耗以MOSFET的开关损耗和导通损耗最为显著。本文创新性地将传统的同步整流概念引入电源调制当中,通过优化DCM2模式下的触发时序,在实现ZCS的同时,最大程度降低LCC谐振槽能量回馈过程中MOSFET的反向导通损耗,从而提升变换效率。本文利用对临界断续开关周期的跟踪,重点克服充电过程中不断变化的输出电压扰动,对同时实现软开关与同步整流的线性拟合算法进行了详细描述。再次,为了获得高精度的PPT电推力,保证电容充电电压的重复稳定度,本文在采用滞环Burst方法实现恒压控制的基础上,提出了软开关滞环Burst控制方式。使电源在经历恒流和恒压两阶段充电的整个过程中均能实现ZCS。不仅实现了高精度、低纹波的恒压输出,而且降低了开关损耗。最后,给出充电电源硬件电路设计过程,并在搭建的2kV/250mA高压充电电源实验样机上进行实验,验证以上理论分析的正确性与控制策略的有效性。