随着科技发展,电子束焊接技术向着工件高精度加工和汽车制造等领域发展,且不断扩展应用领域。尽管国外对于大功率电子束焊机产品比较成熟,但是国内研究比较落后,普遍缺乏对于大功率高频高压电源控制系统研究,尚未涉及到大功率谐振变换器的特性分析及其控制环路设计。本文简述了大功率高压电源国内外发展现状和技术创新,确定LCC谐振变换器作为本课题电源系统的主电路拓扑,选择数字控制技术来实现电源系统闭环控制。进一步,分析了大功率LCC谐振变换器的电压增益特性、电流传输特性和谐振腔阻抗特性等固有特性,提出了适用于大功率电源的全桥LCC谐振变换器设计方案。通过Saber软件仿真,验证设计参数的准确性。借助大功率LCC谐振变换器仿真波形分析,明确了传统脉宽调制(PWM)控制策略与频率调制(PFM)控制策略对大功率电源系统控制的优势与缺陷,提出PFM与PWM相结合的混合控制策略。借助等效电路模型法和扩展函数建模法,推导出全桥LCC谐振变换器的小信号模型,并给出了电流模式控制环传递函数。利用环路增益法,实现增益裕度、相位裕度和控制带宽之间的平衡,设计出单独的PWM和PFM相结合的线性PI闭环控制器。最后,文章详细解析了电源样机的硬件平台和软件程序的设计原理,并详细分析了实验波形,验证大功率LCC谐振变换器及其闭环控制器设计的正确性与可行性。