本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種基于諧振軟開關技術的高壓直流電源，可完全消除逆變器的開關損耗和高頻不可控整流電路的整流損耗，整個電源系統控制策略簡單、效率高，輸出的電壓波動小、響應快。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：工頻不可控整流器，該整流器被配置來給逆變器穩定的輸入電壓；逆變器將輸入的穩定直流電壓轉換為多種脈沖電平輸出，用來對串聯諧振的幅度進行調整；串聯諧振電路由外加電容與變壓器的漏感組成，如果變壓器的漏感不足，可外加電感，將逆變器輸出的脈沖電平轉換為正弦波形，以便于變壓器升壓；高頻不可控整流器對高頻高壓正弦電壓整流，n級整流器的串聯作用可使輸出直流電壓升高n倍。
所述的工頻不可控整流器是對電網電壓整流，包含的整流器數量由逆變器的輸出電平數量決定。整流器以串聯連接，低頻變壓器的次級雙繞組保證各整流器中的電流、電壓相位相同，相應的二極管同時導通，使得串聯電容組均壓充電。
所述逆變器的開關頻率高，采用軟開關控制以消除高頻開關損耗。逆變器增加一個開關管，輸入直流電壓有兩種。根據開關管不同的導通方式，逆變器的輸出有5種狀態，分別為2正向諧振、1正向諧振、自由諧振、1反向諧振和2反向諧振。逆變器輸出狀態概括為正向諧振、自由諧振和反向諧振。正向諧振是逆變器輸出的脈沖電壓方向與諧振電流方向相同，對諧振電流起到加強作用；自由諧振是逆變器輸出脈沖電壓為零，對諧振電流無影響；反向諧振是逆變器輸出的脈沖電壓方向與諧振電流方向相反，使得諧振電流減弱。同一狀態，諧振電流的不同方向對應不同的開關導通方式。在諧振電流的過零點切換開關管的狀態，以使得開關損耗為零，且開關頻率與串聯諧振頻率始終保持相同。根據檢測的電容電壓、諧振電流和輸出電壓，逆變器的5種狀態按照仿真得到的決策曲線決定下一時刻的輸出狀態。每種狀態的作用周期設置為串聯諧振周期一半的整數倍。
所述串聯諧振電路由外加電容器和變壓器的漏感串聯組成，如果變壓器的漏感不足，可外加電感。電容器與電感的容量確定，串聯諧振頻率和逆變器的開關頻率也確定。電容器與電感的容量選取由逆變器的開關管的耐電壓和耐電流情況和不可控整流器所要求的電容器充電速度決定。電感值與諧振電流峰值反比例，與整流器的電容器充電速度反比例，電容器電壓只與諧振頻率有關。
所述高頻不可控整流器對高頻變壓器輸出的高壓交流電整流，輸出高壓直流電壓。輸出電壓提高的倍數由高頻變壓器初、次級匝數比，次級繞組數量和每個次級繞組連接的整流器級數決定。變壓器每個次級繞組連接多級整流器，不同次級繞組連接的整流器之間串聯。次級繞組連接的多級整流器增加電容器，且連接到各級整流器的電容器容量相同，所流過的電流為零時，各整流器的相應二極管同時導通，保證各串聯電容器均壓充電，且無整流損耗。
高頻變壓器升壓倍數不變的情況下，次級兩個繞組的匝數和不變，即高頻變壓器不會因此增加容量和體積。高頻變壓器輸出的是高壓高頻交流電，高頻不可控整流器中的二極管須采用快速二極管。輸出電壓由多個電容器串聯提供，每個電容器的耐壓值降低了多倍，但電容器的選用仍要遵循容量小、耐壓高的原則，容量小可使輸出電壓升壓更快。