卫星有效载荷是指卫星舱内实现各种功能的电子产品,其主要包含接收机、发射机、放大器、信标机、调制器、变频器等。由于卫星平台整体供电电压高,各单机需求用电各不相同,因此每个单机、系统都包含自己的电源模块。面对多数5V、12V等低电压的供电需求,DC-DC降压型开关电源使用最为普遍。近年随着半导体材料和工艺技术的突飞猛进,各种载荷都在朝小型化、轻量化的方向发展,开关电源在长期技术发展中已经接近瓶颈,工程师期待从新的元器件中寻求突破。在众多开关电源产品所使用的的器件中,硅基半导体器件使用最为广泛。由于硅基器件的性能极限逐步逼近,寻找替代品已经逐步成为提高功率密度的重要方向。氮化镓器件相对于硅基器件具有更宽的带隙,因此其比硅能承受更高的电压,有用更好的导电能力。在同等体积下,采用氮化镓器件比采用硅基器件的开关电源产品,效率会得到巨大的提升。本文从氮化镓(Ga N)功率器件的特性研究出发,研究氮化镓(Ga N)功率器件的性能特点,通过与传统功率器件的对比,分析氮化镓(Ga N)功率器件的优势和应用难点。同时研究了现用各种星载开关电源中DC-DC变换器的工作特点,在对现有拓扑结构的优缺点进行分析的基础上,选定应用氮化镓(Ga N)功率器件方案拟采用的拓扑结构。之后根据星载电源的需求,提出了实际工程需求提出技术要求,随后设计了半桥LLC为前级Buck为后级的两级式DC-DC变换器。根据方案逐级设计并计算了磁芯、电感器、电容器以及工作频率和反馈控制形式,并通过多轮安装调试最终形成最终原理样机。全负载范围内验证了各项技术要求,验证解决方案。最后,从工程样机各部分的电路的调试和测试结果分析,研究采用氮化镓(Ga N)功率器件的DC-DC变换器的改进实际效果,总结全文,对之后改善电路性能的工作进行展望。