随着辐照加工技术的发展,高压电子加速器因其清洁、环保、高效等优势逐步取代传统钴源并广泛应用于污水处理、医疗卫生、食品保鲜等方面。高压电子加速器有两个供电电源,即高压电源(HV-PS)和灯丝供电电源(F-PS)。F-PS通过为电子枪中的灯丝负载提供电流,使其产生束流强度可调的电子束;电子束在电子管中经由HV-PS提供的强电场加速,形成高速电子流并作用于被辐照物质,从而达到各种不同的目的。为保证高压电子加速器的安全可靠工作,对F-PS的设计有稳定性强、热性能好、调节范围大等诸多要求。相对于传统的变压器调制方式,电力电子变换器更容易满足其设计要求。基于此,本文提出了一种优化的分离式谐振变换器。通过将高频变压器与低压大电流灯丝负载近距离放置,以减小变压器副边大电流线路的导通损耗;同时,采用串联谐振拓扑,以有效利用线路中的寄生电感;通过设置合适的开关频率,保证串联谐振电路在所需负载范围内实现零电压(ZVS)开通,以减小了F-PS的热损耗,增强其在真空环境里的运行可靠性。与此同时,为进一步解决串联谐振变换器在灯丝电流调节时开关频率需大范围变化的问题,本文对上述串联谐振拓扑提出了一种新的控制策略。该策略通过控制变换器在半桥和全桥逆变结构下进行切换运行,有效缩小了变换器的开关频率范围,使得变换器中的磁性元件得以优化设计;通过选择合适的切换频率与切换时刻,进一步实现了全桥与半桥结构之间的无振荡切换,避免了切换前后灯丝电流波动对加速腔真空环境的影响。最后,本文搭建上述实验台架并基于此进行了实验验证,实验结果与理论分析一致,验证了所提出的控制策略的可行性。