X射线对科学发展和技术进步具有深远影响,其广泛应用于安全检查、医疗成像、半导体内部检测和无损检测等方面。目前,大多数高压发生器采用220V的交流电进行供电,其工作环境与供电设备密不可分,但是在医疗和安检等特殊应用场合需要离线式小体积、一体化的高压发生器。在此背景之下,本文设计了一款锂电池供电输入电压为24V,输出电压为30k V～120k V,管电流为0.2m A～1m A的X射线管用便携式高压发生器。便携式高压发生器系统构成主要包括高压发生器主电路、灯丝电路、控制电路和X射线管,其中高频高压变压器、倍压整流电路和高压采样电路是研究的重点,研究内容如下。（1）针对高频高压变压器输出电压高（6k V）无法直接实验验证的问题,本文利用Maxwell软件进行设计、建模和仿真,验证了设计的正确性;针对倍压整流电路容值和结构对输出电压影响的问题,本文基于CW（Cockcroft-Walton）倍压整流电路和单相双向倍压整流电路的输出电压纹波和压降的理论模型,设计出一种纹波小、输出电压压降低和绝缘程度低的正负双向倍压整流电路;针对高压油箱中,倍压整流电路高压端会产生的寄生电容的问题,本文首先建立了倍压整流电路寄生参数等效模型,然后分析寄生电容对系统的影响,最后利用大油箱和样机进行对比实验,验证寄生参数模型的正确性。（2）针对采样电路中高压电阻内部寄生参数,在高压发生器启动瞬间,导致采样电压产生较大冲击的问题,本文分析了高压电阻内部寄生参数对低压臂采样电压的影响,基于寄生参数零状态响应模型,设计出一种新型阻容并联采样电路,并对其分析和仿真,验证阻容并联采样电路的优点。综上所述,本文搭建了便携式高压发生器实验样机,实验输出电压达到30k V～120k V,管电流达到0.2m A～1m A,实验结果验证了理论和仿真的正确性。同时,在输入相同输出相同的条件下,通过对国外VJ公司的设备和样机进行对比实验,结果发现样机的效率比国外设备的效率高6.1%,满足设计要求。