无人机上电子设备的增加，减小了无人机可用空间。电池充电装置作为无人机设备的一部分，通过充电装置的高功率密度化，可以减少其所占用的空间。同时，电子设备的增加对电池的性能和寿命提出了更高的要求。电池均衡系统能够有效的抑制不均衡现象的发生和延长电池寿命。因此，本文主要研究以下两部分内容：1、高功率密度充电装置，主要包括同步整流技术、高频平面变压器绕组结构技术；2、均衡系统。　　 一、对于大电流输出的变换器，整流二极管的压降成为了制约这种电路效率的瓶颈。本文围绕着变换器的效率问题，阐述了同步整流的原理，对电压型自驱动同步整流方案、输出滤波电感耦合电压驱动同步整流方案和栅极电荷保持驱动同步整流方案进行了原理分析、参数计算、损耗分析、仿真研究。研制了一台基于栅极电荷保持驱动同步整流技术的变换器样机，较好地实现了高效率的要求。　　 二、磁性元件是决定变换器体积和重量的关键因素。提高工作频率，可以减少磁性元件的体积，但高频效应(包括集肤效应和邻近效应)使绕组损耗增加。本文以减少绕组损耗为出发点，基于平面磁性元件的一维模型，分析了绕组交叉换位技术减小平面变压器绕组损耗的原理，比较不同绕组结构下的损耗。通过Ansoft公司的Maxwell二维电磁场仿真软件进行了仿真研究，研究结果表明绕组交叉换位结构可以显著减小多层并联绕组间的电流不均匀程度，减小绕组损耗，提高变换器效率。同时研制了由平面变压器组成的变换器，实验表明可以显著提高变压器效率。　　 三、由于电池本身存在电化学特性差异，这种差异随着使用次数的增加而加大，造成电池不均衡现象的发生，不仅降低了电池的性能，而且存在一定的危险性。因此，需要为电池配备均衡系统。本文分析和比较了现阶段的不同均衡技术，结合本课题的实际情况，选取电阻均衡技术。设计了基于TI公司BQ76PL536芯片的均衡电路。实验结果表明该电路结构简单、安全可靠。