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随着科技的不断发展,电力电子技术的应用越来越广泛。其中,高压电源在航空航天、军工国防等高精尖行业和各种精密仪器上的应用越来越多,在静电除尘、医用成像、淡水净化、电子束焊机等领域发挥的作用也越来越深入。目前,高压电源的主要研究方向还在于提高电源功率和缩小电源体积上,即提高功率密度上,而对于高压电源效率的相关研究还不够深入,本文将在电子束焊机应用高压电源系统上给予更深入的效率优化研究。高压电源系统的每一个变流变压环节都带来了功率和能量的损耗。为了量化高压电源系统各环节的功率损耗及整机效率,本文对高压电源系统的每一个变换环节都进行了功率和损耗的计算与测量。并对硬开关高压电源与软开关高压电源的效率进行了详细地对比分析,量化了软开关技术对高压电源效率的提升。软开关技术虽然能极大的减少开关损耗,提高电源系统效率,但是其谐振腔内部会产生新的不可忽略的损耗。本文对LC谐振变换器和LCC谐振变换器进行了对比分析,以LCC谐振作为本文主电路软开关拓扑,并对LCC谐振变换器进行了更进一步的效率优化分析和参数优化设计,更进一步的提高了电子束焊机高压电源系统效率。LCC谐振变换器具有多谐振过程,其不同的工作模式和不同的谐振参数对整机效率同样存在较大的影响。本文对LCC谐振变换器的两种工作模式进行了详细的分析,建立了 LCC谐振变换器的统一等效模型,推导了其稳态时的数学时域表达式,分别绘制了工作于DCM1和DCM2两种模式下的状态变量轨迹图,进行了 LCC状态变量轨迹分析,并对LCC谐振变换器进行了详细的效率优化分析,给出了基于效率优化的LCC谐振参数的优化设计过程。最后,应用Saber仿真平台对上述分析进行了仿真实验,并给出了仿真波形,搭建了电子束焊机60kV/6kW高压电源实验样机,给出并分析了实验结果,验证了 LCC谐振变换器对高压电源系统效率提升的正确性与可行性,进一步提升了电子束焊机高压电源效率。