霍尔推进器具有体积小、比冲高和可实现推力灵活调节的优点,搭载中小功率霍尔推进器的小卫星可执行轨道维持和精准姿态调节等任务,可实现无拖曳控制。然而,现有的霍尔推进器电源处理单元阳极电源的成熟拓扑方案不适用于中小功率应用场合。针对中小功率霍尔推进器的应用范围和在执行任务时对推进性能的需求,本文研制了一种宽功率范围、宽电压输出、高效率和高动态响应的阳极电源,主要从拓扑方案的分析与研究、主电路参数的研究与设计、闭环控制性能与可靠性的分析和样机工作性能的测试与优化四个方面进行深入研究。针对中小功率霍尔推进器对阳极电源宽范围输出和高效率的要求,采用了一种有源箝位正反激拓扑阳极电源新方案。分析了该拓扑的工作原理,设计了移相全桥成熟方案的拓扑参数,对二者的软开关情况和升压范围进行了实验分析和验证。对比分析了二者在本文技术要求下的适用性和优劣势,确定了新方案更适合作为本文研究的阳极电源拓扑方案。为了实现阳极电源较宽的升压范围,采取了一种变换器参数优化设计的实用方法。对有源箝位正反激谐振拓扑展开了详细的稳态分析,推导出稳态工作时的电路状态表达式,并通过实验验证了推导的正确性。推出了变换器软开关条件和工作占空比限制条件,研究了副边谐振参数对升压范围和效率的影响以及箝位电容对副边放电时间的影响,完成了变换器参数的设计。为了保证霍尔电推进推力器工作的稳定性和灵活性,设计了阳极电源系统补偿网络。分析了变换器所有可能工况下的频域特性,通过设计补偿器解决了系统低频增益和剪切频率过低的不足。实现了变换器在输入母线电压、目标输出电压或负载跳变时的高动态响应,在拓扑参数发生一定范围内的漂移时仍可保证系统稳定性和目标输出范围。为了验证变换器的实际性能,根据前文的设计搭建了原理样机,测试了原理样机的软开关性能、输出电压范围、负载调整率和效率。样机达到了设计技术指标要求,可在整个电压增益范围和负载范围内实现软开关,在输入电压全范围内可实现输出电压灵活调节,实现了目标升压范围,取得了高效率和低负载调整率,分析变换器损耗分布得出了进一步优化系统效率的方法。