圖4為逆變器40的5種工作狀態，1-逆變器40的輸出電壓，2-串聯諧振電路的諧振電流。其中，i-2正向諧振，ii-2反向諧振，iii-自由諧振，iv-1正向諧振，v-1反向諧振；
圖5為輸出電壓給定值的理想上升曲線，1-理想給定值上升曲線，2-仿真得到的高壓直流電壓輸出曲線；
具體實施方式
如圖1所示，本領域內公知的高頻高壓直流電源100的拓撲。高壓直流電源100使用了三級功率電路，以將電網中的三相交流電壓11轉換為可調節的穩定高壓直流電壓17。電網的三相交流電壓11經可控整流電路30，及較大容量的電解電容52，得到逆變器10的直流母線電壓13。可控整流電路30采用pam控制策略可根據輸出的高壓直流電壓17連續地調節直流母線電壓13。此處可控整流晶閘管是有開關損耗的，只是開關頻率低，損耗很小。也正因為開關頻率低，可控整流電路30的輸出響應很慢，不易頻繁調整輸出直流母線電壓13。
直流母線電壓13到高頻交流高壓15是通過逆變器10、串聯諧振電路和高頻升壓變壓器26實現的。逆變器10由四個全控開關管各反并聯一個二極管組成，外加電容22與變壓器26的漏感組成串聯諧振電路，如果漏感不夠，可外加一個電感24。逆變器10輸出的高頻脈沖電壓經串聯諧振電路，輸入到變壓器26中的是正弦電壓及電流，經過變壓器26的升壓作用就得到了高頻交流電壓15。逆變器10常采用pwm和pfm的控制策略，可連續跟蹤輸出電壓17的變化，雖然采用了諧振軟開關技術，在開關管開通時或關斷時仍會產生一次開關損耗，較硬開關的損耗降低了一半以上。高壓直流電源中的整流電路一般采用多級整流器20，可以使得整流二極管和電容的耐壓值降低，體積減小。由于對高頻交流電壓15整流，多級整流器20采用快速整流二極管。此處的快速整流二極管并不是在電流過零點導通，各級整流電路依次導通，二極管會產生較大的開關損耗，使得高壓直流電源100的整體效率降低。
如圖2所示，根據本發明的一個實施例的高壓直流電源200拓撲。逆變器40增加了一個全控開關管28，若開關管28斷開，逆變器40的結構和逆變器10相同。直流母線電壓23處增加一個電容組，采用兩個電容組串聯的方式。考慮到電容組36和38的均壓充電，前端可采用變壓器42、不可控整流器46和48實現。變壓器42的初、次級繞組匝數比1:1，次級兩個繞組，產生相同的電壓經過不可控整流器46和48對兩個電容組36和38充電，可保證串聯電容組的均壓充電。待充電完成，逆變器40開始工作，直流母線電壓23無法調節。
如圖3所示，逆變器40增加了開關管28，可輸出5種脈沖電平，5種脈沖電平的值固定不變，只是離散的5個值。開關管2、4、6、8、28只在諧振電流過零點時切換，因此開關頻率固定，為諧振頻率。逆變器40的工作狀態有5種，分別稱為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。5種狀態的作用周期也固定，為諧振周期一半的整數倍，也可以使5種狀態的工作周期在升壓階段和穩定階段選用不同的值，但都是諧振周期一半的整數倍。