日前,高功率密度的开关电源在航空航天领域需求量日益增多,而开关电源的功率密度与可靠性决定着航天器的整体性能与任务效率。在实际应用中,多种变换器拓扑的输入电流为断续工作模式,导致输入功率呈现脉冲式变化。由于该类脉冲式功率波动对变换器的可靠稳定工作及输入电源的供电稳定会产生不利影响,因此在使用中需要插入额外的滤波器,进而导致电源系统整体体积和重量的增长。本文针对低电流纹波、高功率密度两个关键点,设计了新型磁集成隔离式/非隔离式DC/DC变换器,采用数字控制方式,并结合拓扑特性实现对高功率密度开关电源的非线性控制。针对存在输入电流断续特性的开关电源拓扑,本文采用磁集成技术,在不增加主功率器件体积与重量的前提下,设计了新型磁集成非隔离式变换器和新型磁集成隔离式变换器,两类变换器均具有低电流纹波和高功率密度的工作特性。该拓扑中的输出电感器由多磁路磁集成元件代替,以实现低电流纹波和高功率密度。该磁集成元件包括三个电感器:输入电感器、输出电感器以及辅助电感器。输入电感器和输出电感器的耦合有助于实现变换器输入电流连续特性,同时节省磁芯元件、提高系统功率密度;此外,额外增加的的辅助电感器和辅助电容器能够在不增加主功率器件开关应力的条件下,显著降低由于输入输出电感耦合带来的输入电流纹波增大效应。变换器采用数字控制并结合非线性控制策略,相比于传统模拟控制,控制方式灵活性高,控制效果好,易于实现过压过流保护、并同时完成实时监测等辅助功能。对所提出磁集成拓扑建立系统小信号模型后,优化磁集成元件参数,在Saber软件中搭建物理模型并进行时域内仿真分析,并搭建硬件电路。在UCD3138平台完成非线性数字控制,通过实验验证了隔离/非隔离磁集成拓扑低电流纹波、高功率密度两大指标,实现了低电流纹波、高功率密度的开关电源设计。