高强度聚焦超声（HIFU）技术利用超声波特有的深穿透能力、强方向性和可聚焦性,将超声波聚焦于靶区组织,在短时间内造成靶区病变组织的急性热损伤,最终导致组织凝固性坏死,从而达到肿瘤治疗的目的。超声治疗系统则是采用HIFU技术,实现对实体肿瘤进行治疗的专科设备。超声波功率源作为超声治疗系统的关键设备之一,是用于将输入的市电转换成驱动特定负载（换能器）正常工作所需的特高频交流脉冲信号的电源。因此,超声波功率源性能的好坏将直接影响系统工作效率。随着超声波功率源向着高频化、小型化及高功率密度方向发展,导致功率器件损耗增大,进而降低功率源的工作效率。此外,当外部有扰动时,功率源和换能器的分布参数时刻变化难以确定,一定程度上增大了对功率源实现高精度控制的难度。基于此,本文对特高频超声波功率源进行研究,提出新型功率源设计方案,并对控制策略进行优化设计。（1）根据特高频超声波功率源系统的工作原理,对主电路拓扑进行优化设计,提出新型AC-DC变换调功电路与DC-AC变换调频电路相结合的功率源设计方案。为便于后续研究,对所用元器件参数进行计算并选型,确定了主电路拓扑结构。为提高功率源效率,采用两线传输线变压器和三线传输线变压器串联组成的高频变压器,实现升压和阻抗变换。（2）以提高功率源系统谐振频率跟踪快速性为目标,基于超声换能器结构特性的研究,建立并分析了高阶调谐匹配电路的数学模型。利用正交相关法计算出电压电流相位差,通过模拟换能器失谐状态验证了基于比例积分（PI）的谐振频率跟踪控制策略能实现宽频范围内快速调谐及功率最大化输出,但频率误差易超调。（3）为了更好地实现短时间内高精度跟踪控制,提出基于PI和微分单元锁相环（DU-PLL）复合的频率跟踪控制策略,将控制策略与单相高频DC-AC变换电路相结合并对相关控制器参数进行设计。从控制器跟踪性能角度出发,分析了基于PI-DU-PLL复合频率跟踪控制下谐振频率跟踪速度及跟踪精度误差。最后,通过对比仿真分析PI控制与PI-DU-PLL复合频率跟踪控制下,特高频超声波功率源频率跟踪误差程度及输出电压、电流波形的稳定性能,从而验证提出控制策略的有效性。（4）根据设计指标对特高频超声波功率源的硬件电路进行设计,进而根据硬件电路结合PI-DU-PLL复合控制编写了对应的软件控制程序。为了验证上述研究内容的正确性与可靠性,搭建了额定功率2500 W,工作频率1.1MHz,且在一定范围内功率、频率连续可调的特高频超声波功率源实验平台。