X射线机在医学诊断、治疗及防护中使用广泛。如今,X射线机更倾向于数字化、小型化和智能化方向发展。近年来,国外相关大型企业始终引领X射线机总体发展水平,而国内企业,由于起步晚,技术更新较慢,始终处于追赶的状态,经过近20年的研究和借鉴,国内在大功率X射线机方面进步明显,自主研发了50kW X射线机高压发生器(直流高压电源),但其工作性能和工艺水平与国外先进产品相比差距明显。X射线机直流高压电源工作频率越高,对X射线机的体积和重量的减小越有利;另外,系统工作越稳定,精度越高,实际成像也就更清晰,病人吸收的辐射量也就更小,能够达到以短时间、低剂量的曝光获得高质量的检测图像。因此,研发稳定性更高、可靠性更好的大功率高频高压X射线机直流高压电源现实需求明显,意义重大。论文主要对X射线机直流高压电源中的高压逆变电源和灯丝电源两部分进行研究。总结高压逆变电源常用拓扑结构,因LCC谐振结构能够吸收升压变压器中的寄生参数,因此成为高压逆变电源主逆变拓扑的最佳选择,所以文中对LCC在CCM模式的工作特性展开了详细的分析。另外,针对当前普遍采用的方波驱动灯丝加热方法存在灯丝电流采样不准确,电流控制精度差的问题,文章提出一种基于D类放大器的正弦波驱动灯丝加热方法,使灯丝工作电压及电流均为标准正弦波。论文首先对高压逆变电源系统进行了分析与设计,包括电压电流双闭环控制、MOS管的并联使用分析、压控振荡器(VCO)、高频驱动变压器以及LCC谐振参数的设计等,并对所设计的谐振参数进行仿真验证,仿真结果显示设计参数符合实际要求;然后对正弦波驱动灯丝电源展开了分析与设计,主要包括D类功率放大器、真有效值(RMS)转换原理以及PI控制器等;最后分别制作了高压逆变电源实验样机与正弦波驱动灯丝加热实验平台,实验结果显示,高压逆变电源最大输出功率65k W,最高工作频率为200k Hz,且在所有负载范围内功率MOSFET管均能实现ZVS,达到了设计要求;另外正弦波驱动灯丝加热方案电流控制误差最大为2.68%,小于方波驱动最小误差3.31%,验证了正弦波驱动灯丝方案能有效提高灯丝电流控制精度,达到了设计要求。