随着国防激光武器的发展需求,脉冲能量的增大,脉冲式激光系统的重要性越来越大;激光电源的充电电源是实验性激光系统的重要组成部分,完成将激光器电容充电到所需的电压。早期的激光充电电源基本上是采用调压器和整流电路组成的直流电源实现对激光器电容的充电控制,而近年来激光充电电源采用开关电源技术,体积大幅减小。但电源控制困难,可靠性低,获得的脉冲频率范围有限,使得激光系统无法实现高功率的脉冲能量。本文研究基于PLC的高功率充电电源与其控制系统,这种电源与以往的充电电源有较大的不同点,含有充电分机和多个储能电容。每个储能电容放电回路中都串接一个半导体开关。充电分机预先对多个储能电容充电储能,再通过谐振电感串联谐振的方式,将储能电容的能量逐个转移到激光器电容上,通过De-Q控制电路,实现激光器电容的充电电压精确。电源内部所采用了最新技术的半导体开关替代了以往的闸流管开关,使得电源的工作寿命大大增长。整个电源具有效率高、功率高和充电电压精确等更加优越的性能。在电源充电的过程中,谐振电感的电磁储能50kJ,工程实现难度大。本文详细的给出了电感的设计计算方法。充电分机采用串联谐振全桥逆变技术和功率开关管的软开关技术,以恒流的方式输出,实现功率开关管的零电流开通与零电压关断,减少开关损耗。本文详细分析了串联谐振全桥逆变的工作特性和工作模式,特别是高频变压器分布参数对谐振的影响,给出了具体的参数设计、仿真和实验波形。同时,对De-Q控制电路进行了详细的分析,给出具体参数设计、仿真和实验波形。控制系统采用西门子PLC作为核心控制器,实现电源的工作流程、状态指示、参数设置和故障保护。远端控制采用VB开发设计的监控软件。根据电源系统实际工作的功能需求进行了分析,给出了系统软件流程图,在此基础上完成控制系统的硬件设计和软件设计。测试结果表明高功率充电电源及控制系统工作可靠、稳定,验证设计的正确性;高功率充电电源实现充电总能量达3MJ,单次充电能量为0.1MJ,充电的平均功率为1.2MW。