高压充电电源作为高能脉冲系统如雷达发射机,电磁发射装置等系统的重要组成部分,它的可靠和稳定的工作对系统的正常运转起着至关重要的作用。本文以低压蓄电池供电的高压电容直流充电电源为研究对象,设计了电源的主电路拓扑结构,并对其进行了理论分析和仿真研究。在电源主电路拓扑结构的设计上,本文选择了两级升压方案,在对各种适用于低压大电流场合的非隔离和隔离升压电路进行了详细分析和比较的基础上,选择了交错并联双Boost变换器作为前级升压电路,将最适合为高压电容充电的全桥串联谐振电路作为后级升压电路,并给出了电源的主电路拓扑结构。交错并联双Boost变换器实际上是由上下两路基本Boost变换器组合而成,本文在对基本Boost变换器工作原理进行分析的基础上,对交错并联双Boost变换器的工作原理进行了详细分析。串联谐振式充电具有抗负载短路特性,将其作为后级升压电路是高压电容充电的理想充电方式。本文详细分析了全桥串联谐振电路的工作原理,推导了电路工作过程中谐振电流和充电电压的变化规律。由于实际系统中高压高频变压器寄生电感和寄生电容对电路工作特性的影响,使得串联谐振电路变为串并联谐振电路,故本文对串并联谐振电路在高压电容充电过程中的两个工作模式也进行了详细分析和研究,推导了对高压电容充电过程中的输出平均电流随高压电容电压增加而变化的规律。针对前级交错并联双Boost变换器并联分流,串联升压特性,本文在建立了Boost电路的小信号模型基础上为其上下支路设计了电流内环,电压外环的双闭环控制系统,对控制系统的设计方法给出了实例。针对全桥串并联谐振电路在为高压电容充电过程中,随着输出电压的升高,谐振频率增大,输出平均电流下降的特点,给出了输出电压反馈的变频控制策略,可以实现输出电流调节,提高充电速度。最后,对整体电路设计进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性和电路在实际应用中的可行性。