磁控溅射作为一种镀膜工艺,能有效提高材料的耐腐蚀性、耐磨损性、抗氧化性而受到重视。但磁控溅射负载变化范围大且具有非线性的特点,对磁控溅射电源提出了较高的要求。在电源输出宽范围可调的条件下,变换器损耗成为制约磁控溅射电源性能提升的重要问题。本文围绕磁控溅射电源主电路的拓扑结构、宽范围的软开关实现等问题展开研究。首先,在分析多种加辅助网络的全桥变换器的基础上,确定采用加辅助变压器ZVS全桥变换器拓扑,并对其拓扑结构和工作原理作了详细分析。该拓扑利用阻断电容对变压器原边环流进行抑制,降低了环流损耗,同时利用辅助变压器网络为滞后臂开关管提供足够的能量,使变换器能够实现宽负载范围的软开关。其次,对变换器的关键问题进行了详细的分析,主要包括滞后臂ZVS软开关的实现、变压器原边环流的抑制、占空比丢失和变压器二次侧寄生振荡等问题。然后对影响变换器性能的主要参数进行研究,推导了阻断电容、变压器励磁电感和辅助电容的计算公式。根据磁控溅射电源的设计指标,对主电路的参数进行了设计和器件选型,并在Pspicel6.3的仿真环境下对变换器的主电路进行了仿真分析,仿真结果证明了理论分析的正确性。最后,在理论分析和仿真的基础上搭建实验平台进行实验研究。实验结果表明,本文所采用的变换器拓扑具有控制简单、开关管能够实现宽负载范围的软开关、无占空比丢失、无环流损耗等优点,验证了理论分析的正确性和变换器设计的合理性。