针对空间用电源控制器工作环境恶劣,可靠性设计要求高的问题,本文提出一种对空间电源进行稳健设计和优化的方法。在电路设计上,各个功能模块通过电路仿真与试验,重点解决了母线电压纹波精确控制设计、LCR开关限流技术、电流高端采样技术难题。在可靠性方面,针对一些电路模块,按照稳健设计流程,完成了灵敏度分析,参数扫描分析,最坏情况分析,降额分析,失效模式分析。首先,在建立的顺序开关分流调节器(S3R)数学模型基础上,通过参数扫描分析,实现了对电路母线电容参数的优化;考虑元器件初始偏差,温度老化等对电路器件的影响,采用蒙特卡洛分析和应力分析,实现了对电路工作在最坏环境时,母线输出性能和分流器件降额的验证;最后,基于三级S3R电路模拟了两种故障模式。仿真结果表明,电路能够通过越级工作,使得母线电压输出稳定,纹波符合规定。其次,对航天电源充电系统主拓扑进行频域仿真分析,对其外围电流采样电路,误差放大电路,比例积分电路,脉冲形成电流,驱动电路,superbuck降压主电路,输出过流保护电路等进行最坏情况分析,最后,对充电电流控制全局电路进行了恒流充电仿真分析。仿真结果表明,设计的充电电路能够实现对蓄电池恒流充电。