在航天领域,胶体推进器作为一种新型推进方式因其功耗低,可控性高的优点受到越来越多的重视,在近些年得到了长足发展。作为其胶体推进器PPU（Power Processing Unit）核心系统之一的束流电源的输出电压高达几十千伏,需要具有足够低的输出纹波以满足精确发射工质从而精确调节卫星动力的需求,还需具有较高的功率密度以节约重量与空间。本文以束流电源为研究目标,主要研究内容为:选择并优化高压低纹波直流电源的拓扑,提高拓扑的功率密度,提出削减输出电压纹波的方案,并通过合适的控制方法保证系统的动态特性与稳态特性。在选择功率拓扑与升压方案时,本文综合考虑了束流电源系统的动态与稳态性能要求、调压要求和功率密度要求,对调压与升压拓扑进行了分析比较,确定了前级两相交错并联Buck变换器调压,推挽变换器与半波C-W倍压电路阵列升压,线性电源滤波的三级级联方案。然而该功率拓扑的磁性器件较多,对系统的功率密度不利,为提高系统的功率密度与动态响应能力,本文对两相交错并联Buck变换器的两个滤波电感进行了磁集成设计,并将推挽变换器的隔离变压器设计为平面变压器,有效压缩了磁性器件所占的体积。在纹波抑制上,本文除了选择利用高动态响应的线性电源作为输出滤波外,为进一步抑制开关噪声对线性源的控制精度造成影响,设计了谐振型半桥驱动方案,利用功率MOSFET的输入电容形成谐振腔,优化了功率MOSFET的驱动波形,有效降低了开关噪声对后级拓扑的采样信号、控制信号以及辅助源的影响,消除了因开关噪声造成输出电压存在开关频率纹波的可能性。此外,谐振型栅极驱动器的驱动开关管工作于软开关,也有效降低了驱动损耗。本文对所设计的三级级联型拓扑进行了建模分析,对由Buck、推挽变换器组成的功率拓扑以及线性电源组成的滤波拓扑分别进行了闭环控制器设计,以保证前者的稳态性能,后者的暂态性能。通过对级联型高压直流电源、谐振型栅极驱动器的仿真,验证了该高压电源方案在动态、稳态性能上的高可靠性以及在抑制纹波上的优势。