在科学技术快速发展和现代物理学不断进步的促使下,人们对各型粒子加速器的研发与应用能力也得到了极大提高。粒子加速器作为辅助现代科学进步的重要工具,其在众多领域都有着广泛的应用。而粒子加速器功能的实现和能否正常运行都与其相配套的电源系统有着密切的关系。因此,本项目针对国内加速器快速发展对高压电源的迫切需求,研究并设计了一款加速器用300kV直流高压电源。本文首先分析了国内外加速器的发展情况,以及高压电源技术对加速器发展的重要影响。通过对多种高压电源技术方案的研究和对比,确定了采用以AC-DC-AC-DC为主要结构的开关型电源形式来实现系统功能,并设计出电源系统的整体方案。其次,根据电源系统的组成结构,依次对各部分电路进行了研究和设计。其中主回路使用了由Boost升压拓扑构成的APFC(有源功率校正技术)电路,将PWM型全桥逆变电路和多级倍压整流电路相结合,中间通过高频高压变压器来进行功率的有效传输。并且对以上各部分的电路进行了详细的分析计算和设计。此外,针对本电源系统的具体要求,就高频高压变压器的设计进行了系统的研究。本设计使用了经典AP法,涉及到变压器的磁芯选取、初次级线圈匝数和线径的计算,其中还考虑到了高频环境下的趋肤效应,并且后期还对变压器进行了高温浸漆等优化工作,这些在本文中都作出了详细叙述。最后,在完成理论分析、电路设计、器件定型后,成功制作出电源实验样机一台,并对主要参数进行了测试工作。结果显示系统输出稳定,各项指标均符合设计要求。