研讨首要内容包含BUCK电路的剖析规划、半桥逆变电路剖析规划、倍压电路的规划，操控电路的规划，并运用PSPICE软件进行相应各部分的仿真和参数优化。
本研讨完成的首要功能是：给定输入电压是沟通220V，要求输出电压在规模0~15KV内大规模可调，功率为15W，输出纹波要小于1%。
导言
高压电源一般是指输出电压在五千伏特以上的电源，一般高压电源的输出电压可达几万伏，乃至高达几十万伏特或更高。高压电源广泛运用于资料改性，金属锻炼，环境保护，大功率激光和微波等运用范畴。传统高压电源选用工频电源和LC谐振方法，尽管电路简略，但其体积和重量大，低频作业状况以及纹波、安稳性均不能令人满意，跟着电力电子的开展，高频高压电源成为开展的趋势。
跟着新的电子元器材、新的电磁资料、新的电源改换技能、新的操控理论及新的专业软件的不断涌现，并不断地被运用于开关电源，使得开关电源的功能不断进步，特色不断更新，出现了如频率高、功率高、功率密度高、可靠性高级新特性。
20世纪70年代国际电源史上发生了一场革新，即20Hz的开关频率结合脉宽调制技能(PWM)在电源范畴的运用。到现在为止，电源的频率现已到达数百 Hz，运用先进的准谐振技能乃至能够到达兆Hz水平。进步振荡器输出频率可下降高压变压器、电抗器、滑润电容器、高压电容器等电子器材根本功能要求和结构体积，然后缩小高压电源体积。高频化使高压电源体积大幅度的减小，轻盈便携，实用性和运用便利性显着得到改进。
近几年，跟着电子电力技能的开展，新一代功率器材，如MOSFET，IGBT等运用，高频逆变技能的逐渐老练，出现了高压开关直流电源，同线性电源相比较高频开关电源的杰出特色是：功率高、体积小、重量轻、反响快、储能少、规划、制作周期短。由于它的优胜特性，现在已逐渐替代了传统的高压线性直流电源。
伴跟着高新技能的逐渐运用，新的技能问题也随之出现，首要表现在高频化能够进步电源功能，削减变压器的体积和纹波系数。但由于高频高压变压器是高频高压并存，出现了新的技能难点：
①高频高压变压器体积减小，频率升高，散布容抗变小，绝缘问题反常杰出;
②大的电压改变比使变压器的非线性严峻化，漏感和散布电容都添加，使其有必要与逆变开关阻隔，不然尖峰脉冲会影响到逆变电路的正常作业，乃至会击穿功率器材;
③高频化导致变压器的趋肤效应增强，使变压器功率下降。
鉴于上述状况，高频高压变压器怎么规划是现在研讨的一个难点和热点问题。
研讨首要内容包含BUCK电路的剖析规划、半桥逆变电路剖析规划、倍压电路的规划，以及体系仿真研讨。该电路包含输入整流滤波电路、BUCK预稳压电路、半桥逆变电路、倍压电路和输出整流滤波电路。输入的沟通电源经整流滤波电路变为直流，经过BUCK预稳压电路将电压安稳，再经过半桥逆变电路将直流电压变为沟通电压，然后经过一个倍压电路将电压升高，最终整流滤波输出安稳高压。
主电路规划
1)主电路的拓扑结构(图1)
这儿首要介绍了一种根据BUCK调压的小功率高压电源。该电源能完成零电流软开关 (ZCS)，并能便利的调理输出电压，由于运用了高频变压器的寄生参数，然后避免了尖峰电压和电流。该电源的另一个特色是运用倍压电路替代了传统的二极管整流电路，减小了高频变压器的变比和寄生参数;尤其是主电路的操控选用了Buck电路和逆变电路的联合战略，即选用Buck可非常便利、灵敏地进行电压调理;选用定频定宽的逆变电路可运用高频变压器的寄生参数完成谐振软开关。
此外，由于该电源无需运用调理逆变电路的占空比来调理电压，因而可充分运用高频变压器的磁性;并且由于其操控电路选用了根据DSP的实时数字PI调停器，因而完成了电路的稳态和暂态特性。
2) BUCK电路的规划
(1)BUCK电路作业原理，图2。
当开关S闭合后，输入电压 彻底加在二极管D的两头，上正下负，二极管被反偏截止。由于此刻电容C的初始电压为零(Vc=Vo 输出电压为零)，电容电压不能骤变，所以输入电压彻底加在电感L之上，构成经开关S、电感L、电容C和电阻R构成的回路树立起初始电流。跟着开关闭合时间的添加，电感电流逐渐增大，这个电感电流中的一部分供应电阻R成为输出电流，另一部分对电容充电使电容两头的电压逐渐上升。由于电容电压从零开端树立，在开关S闭合期间电感电流的增量相对较大，而输出给R的负载电流与电容电压成正比，故开端阶段电容的充电电流最大，电容电压上升得最快。
当开关S断开后，由于电感电流不能骤变，失掉外加鼓励趋于下降的电感电流在电感L两头发生感应左正右负的感应电势，这一感应电势将战胜电容器电压使二极管D接受正偏导通，构成L→C、R→D→L的续流回路。
开关闭合时电感电流添加，开关断开时电感电流下降，电容的充、放电电流在一个周期内的平均值等于零，即：在电容充电电流大于零。
(2)主开关管及续流二极管的挑选
VDMOS管为电压操控器材，驱动简略，没有二次击穿现象，热安稳性好，安全作业区(SOA)大，开关速度快，开关损耗小，就现在VDMOS管的制作水平，在高频中小功率规模，尤其在高电压小电流或低电压大电流运用场合，VDMOS管具有很高的功能价格比，值得优先选用。本规划Ui
=300V，ILM=1A，功率开关归于高电压小电流作业，实践选用的功率场效应管类型是IRF840，其首要参数如下：
最大反压VDSVDS：500V
接连作业电流ID：8A
峰值电流IDM：32A
导通电阻Ron：<0.85Ω
注册时间ton：lOns
关断时间toff：9ns
续流二极管的正向额定电流有必要大于最大负载电流，耐压有必要大于输入电压，且留有余量，此外，另一个根重要的考虑是为减因漏感和引线电感发生的尖峰电压，续流二极管宜选用反向康复时间短，具有软康复特性的肖特基二极管(SBD)，实践选用的类型是FR307，其反向电压为700V，正向额定电流为3A。
(3)仿真波形图
BUCK电路如图3所示，电路选用串联开关降压式结构，其间Q为功率场效应管MOSFET。ton期间，操控信号使Q导通，电流增大，电感储能;toff期间，Q关断，电感电流经续流二极管D向负载开释能量。对BUCK部分进行仿真，得到如下波形：
如图4所示，Buck电路的输出电压保持在140V左右，电感电流出现脉动形状，在开关闭合时电感电流添加，开关断开时电感电流下降。开关频率为100kHz,占空比为45%。
(1)半桥逆变电路作业原理半桥逆变电路原理图如图5所示，它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控器材和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个彼此串联的足够大的电容，两个电容的联结点便成为直流电源的中点。负载联接在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。
设开关器材V1和V2 的栅极信号在一个周期内各有半周正偏，半周反偏，且二者互补。当负载为理性时，其作业波形如图6所示。输出电压uo 为矩形波，其幅值为Um=Ud/2。输出电流io 波形随负载状况而异。设t2时间曾经V1为通态，V2为断态。t2时间给V1 关断信号，给V2注册信号，则V1 关断，但理性负载中的电流io不能当即改变方向，所以VD2导通续流。当t3时间t0降为零时，VD2截止，V2注册，io 开端反向。相同，在t4时间给V2关断信号，给V2注册信号后，V2关断，VD1先导通续流，t5时间V1 才注册。各段时间内导通器材的称号标于图6的下部。
当V1或V2 为通态时，负载电流和电压同方向，直流侧向负载供给能量;而当VD1或VD2 为通态时，负载电流和电压反向，负载电感中储藏的能量向直流侧反应，即负载电感将其吸收的无功能量反应回直流侧。反应回的能量暂时储存在直流侧电容器中。直流侧电容器起缓冲这种无功能量的效果。由于二极管VD1、 VD2 是负载向直流侧反应能量的通道，故称为反应二极管;又由于VD1和VD2 起着使负载电流接连的效果，因而又称为续流二极管。
当可控器材是不具有门极可关断才干的晶闸管时，有必要附加逼迫换流电路才干正常作业。
半桥逆变电路的长处是简略，运用器材少。其缺陷是输出沟通电压的幅值Um仅为Ud /2，且直流侧需求两个电容器串联，作业时还要操控两个%&&&&&%器电压的均衡。因而，半桥逆变电路常用于几KW以下的小功率逆变电源。
(2)开关器材的选取
在调压及逆变电路中，开关器材起着中心的效果。开关器材有很多种，如按功率等级来分类，有微功率器材、小功率器材、大功率器材等等：按制作资料分类有锗管、硅管等;按导电机理分类有双极型器材、单极型器材、混合型器材等;按操控方法来分类，可分为不可控器材、半可控器材和全可控器材三类器材：不可控器材包含整流二极管、快速康复二极管、肖特基二极管等：半可控器材包含一般晶闸管、高频晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等;全可控器材包含功率晶体管(BJT)、功率场效应管功率场效应管(Power MOSFET)，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、
静电感应晶体管(SIT)、
