高速电机在航空航天驱动、高速加工、飞轮储能等军事和民用领域具有十分广阔的应用前景，发展潜力巨大。永磁电机凭借其功率密度高、结构简单坚固、高速性能优异，可靠性高、容错能力强、在恶劣环境下适应性好等特点在工作环境恶劣的超高速领域中的应用具有显著的技术优势。但永磁同步发电机难以调节磁场以控制其输出电压，为了简化供电系统，提高供电系统的可靠性，就要设计一种用于高速永磁发电系统的功率变换器，使得供电系统能够满足提供稳定的28.5V直流电压要求。本文针对高速永磁发电系统的功率变换器展开了研究。本文从高速永磁发电系统对功率变换器宽范围输入、高功率密度、良好的输入、输出特性、高效率等设计要求入手，选择了变换器的拓扑——交错并联Buck电路。研究交错并联技术的原理，主要分析并联变换器选取交错并联控制的原因，对交错并联变换器的电流纹波进行了数学分析。分析变换器功率损耗的来源，并通过断续工作模式和切相控制解决轻载效率低的问题。本文根据系统对功率变换器的技术指标要求，设计了变换器的主电路参数。为了系统分析与控制电路的设计，建立了变换器的小信号模型，并设计了变换器的控制环路。变换器的控制采用两种控制方案，即模拟控制和数字控制。本文对两种控制方案的硬件电路及软件程序进行了设计。模拟控制电路采用UCC28070作为控制芯片，设计较直观；数字控制则采用dsPIC30F2023实现，硬件电路简单，信号处理大多由软件程序实现，可实现逐周期限流控制和相数切换。最后在理论分析的基础上，针对两种控制方案，设计了两套实验样机，并进行相关实验研究。分析变换器的实验波形，并比较了变换器在两种控制方案下的效率。所得实验结果不仅验证了功率变换器设计的合理性及正确性，也证明了整个系统方案的可行性及研究应用价值。