随着医学影像诊断技术的发展,医用X线机中的高压直流电源受到了广泛关注。此高压直流电源除了高可靠性、高效率和小体积的要求,还应具有低纹波,较快的动态响应和在大的负载范围内电压稳定的特点。高压电源中存在一个大升压比的高压变压器,它的漏感和寄生电容不可忽略,采用传统的PWM变换器会造成很大的电压尖峰和引入较大环流。LCC谐振变换器相对于串联谐振变换器和并联谐振变换器,包含三个谐振元件,具有更优异的电路性能,同时高压变压器的寄生参数可以在LCC谐振变换器中得到充分利用,因此本文选用LCC谐振变换器作为高压直流电源的主电路拓扑。本文详细分析了LCC谐振变换器的工作原理,采用基波分量分析法建立了变换器的交流等效模型。基于交流等效模型,绘制出电压增益特性曲线,分析了变换器的工作特性,给出一种变频控制方案,能够使得变换器的开关管在全负载范围内实现ZVS开通。在稳态分析的基础上,采用扩展描述函数法建立了变换器的小信号模型,并通过仿真验证了该模型的准确性。另外,推导出输出电压对开关频率的传递函数,并根据该传递函数对PID调节器进行了优化设计,使高压电源具有良好的动态性能。针对医用X线机高压直流电源高电压小电流的特点,采用正负双向12倍压整流电路,降低了高压变压器的升压比和副边电压,从而减小了高压变压器的设计难度,提高了高压电源的可靠性。并且,通过建立高压直流电源中LCC谐振变换器的损耗模型,得到高压直流电源的损耗分布,为系统效率优化设计提供了依据。最后,依据设计指标,搭建了一台数字控制的原理样机,介绍了硬件和软件的设计,并以此样机为平台进行了实验,实验结果与理论和仿真分析相吻合,有效地验证了分析的正确性。