卫星电源系统是卫星上各个用电设备的心脏,其是卫星上所有用电设备所需电能生产、储存、转换、调节、传输和控制的必要核心系统。卫星电源系统设计的优劣直接决定着卫星在轨运行的寿命,其技术水平的高低直接影响着卫星事业的发展。而针对现有卫星电源架构的单一性,本文设计了卫星电源分布式系统架构,增加了卫星电源系统架构的多样性和实用性。本课题参考现有卫星电源系统架构的特征来对本卫星电源系统架构进行研究设计,一开始先针对国内外的一些系统架构的研究现状进行阐述,在总结了其优缺点的情况下,确定了本文的出发点,设计了一种基于三端口模块(Three-Port Converters,TPC)为基本单元构成的卫星电源分布式系统架构。先对构成本卫星电源系统的三端口模块的选择构造和控制策略进行详细分析,然后以两个TPC组成的本卫星电源分布式系统为例,分析所有可能的工作模式,并提出有效的系统功率控制策略,以实现在各种工作状态下平滑、稳定的切换。而后分别从硬件及软件出发对本系统中所涉及的一个三端口模块为例进行详细分析和设计,硬件电路部分包括主功率电路、辅助电源电路、采样及调理电路、功率开关管驱动控制电路以及数字控制器电路等单元的设计,软件部分主要对本系统的主要软件总体架构和关键控制部分算法进行设计;最后,本文给出了本电源单节点系统的原理样机的主要测试结果,并提出了相应的改进设想方案。仿真验证与实验测试均表明:本课题所设计的卫星电源分布式系统能够实现卫星在太阳光强、光弱和无光条件下正常稳定的工作。