高压直流开关电源具有效率高、体积小、响应快、安全可靠等优点,因此被广泛应用于医学X光机、空间行波管和电子加速器等工程技术以及实验研究中。论文中对比分析了国内外目前在高压直流开关电源的研究现状,在已有的高压直流开关电源设计方案上,提出一款高变比,低纹波的高压直流开关电源。本文主功率电路采用级联式拓扑实现功率的传输,利用Buck级联推挽及倍压整流电路的方式进行升压。通过级联拓扑解决单级拓扑在占空比变化时对变压器产生噪声干扰的问题。论文对整个主功率拓扑的工作过程进行了细致的分析,建立了小信号模型,为控制回路的稳定性分析提供理论依据。论文分析了影响推挽变换器开关管尖峰电压的因素,指出了尖峰电压过高是由于变压器的寄生参数过大的原因。并以此为基础,提出了利用谐振电容将变压器漏感能量泄放的方案,实现推挽开关管ZVS、ZCS软开关,从而达到降低尖峰电压的目的。搭建了相应的仿真以及实验平台,验证了软开关电路的可行性。针对半波倍压整流电路输出电压纹波较大问题,分析了低压情况下利用线性稳压源降低输出纹波的工作原理,指出了其存在的纹波抑制作用不明显问题。进而给出了高压情况下利用线性稳压源来抑制输出纹波的方案,通过悬浮在高压端的线性稳压源降低输出纹波,维持输出电压的稳定。设计了高压纹波测量电路,实验结果验证了该方案的稳压和输出纹波抑制效果。本文针对所设计的高压直流开关电源稳定性进行了理论分析和推导,设计控制回路的补偿网络,提高系统的稳定性。在上述理论基础上,研制了实验样机,实验结果验证了电路的正确性。