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的特征和优。其中，在全部附图内，类似的字符表示类似的部分，其中：
图1为本领域已知的高压电源拓扑；
图为根据本发明的一个实施例，采用五电平逆变器40的高压电源拓扑，工频不可控整流器50采用工频变压器4次级两绕组分别整流，高频不可控整流60采用高频变压器44次级两绕组分别连接级整流器，并串联在一起；
图为根据本发明的一个实施例，采用五电平逆变器40的高压电源拓扑，工频不可控整流器70采用级整流器，高频不可控整流器80采用4级整流器；
图4为逆变器40的5种工作状态，1-逆变器40的输出电压，-串联谐振电路的谐振电流。其中，i-正向谐振，ii-反向谐振，iii-自由谐振，iv-1正向谐振，v-1反向谐振；
图5为输出电压给定值的理想上升曲线，1-理想给定值上升曲线，-仿真得到的高压直流电压输出曲线；
具体实施方式
如图1所示，本领域内公知的高频高压直流电源100的拓扑。高压直流电源100使用了三级功率电路，以将电网中的三相交流电压11转换为可调节的稳定高压直流电压17。电网的三相交流电压11经可控整流电路0，及较大容量的电解电容5，得到逆变器10的直流母线电压1。可控整流电路0采用pa制策略可根据输出的高压直流电压17连续地调节直流母线电压1。此处可控整流晶闸管是有开关损耗的，只是开关频率低，损耗很。也正因为开关频率低，可控整流电路0的输出响应很慢，不易频繁调整输出直流母线电压1。
直流母线电压1到高频交流高压15是通过逆变器10、串联谐振电路和高频升压变压器6实现的。逆变器10由四个全控开关管各反并联一个二极管组成，外加电容与变压器6的漏感组成串联谐振电路，如果漏感不够，可外加一个电感4。逆变器10输出的高频脉冲电压经串联谐振电路，输入到变压器6中的是正弦电压及电流，经过变压器6的升压作用就得到了高频交流电压15。逆变器10常采用ppf控制策略。可连续跟踪输出电压17的变化，虽然采用了谐振软开关技术。在开关管开通时或关断时仍会产生一次开关损耗，较硬开关的损耗降低了一半以上。高压直流电源中的整流电路一般采用多级整流器0。可以使得整流二极管和电容的耐压值降低，体积减。由于对高频交流电压15整流，多级整流器0采用快速整流二极管。此处的快速整流二极管并不是在电流过零导通，各级整流电路依次导通，二极管会产生较大的开关损耗，使得高压直流电源100的整体效率降低。
如图所示，根据本发明的一个实施例的高压直流电源00拓扑。逆变器40增加了一个全控开关管8，若开关管8断开，逆变器40的结构和逆变器10相同。直流母线电压处增加一个电容组。采用两个电容组串联的方式。考虑到电容组6和8的均压充电，前端可采用变压器4、不可控整流器46和48实现。变压器4的初、次级绕组匝数比1:1，次级两个绕组，产生相同的电压经过不可控整流器46和48对两个电容组6和8充电，可保证串联电容组的均压充电。待充电完成，逆变器40开始工作，直流母线电压无法调节。
如图所示，逆变器40增加了开关管8，可输出5种脉冲电平。5种脉冲电平的值固定不变，只是离散的5个值。开关管、4、6、8、8只在谐振电流过零时切换，因此开关频率固定，为谐振频率。逆变器40的工作状态有5种。分别称为正向谐振、1正向谐振、自由谐振、1反向谐振和反向谐振。5种状态的作用周期也固定，为谐振周期一半的整数倍，也可以使5种状态的工作周期在升压阶段和稳定阶段选用不同的值。但都是谐振周期一半的整数倍。
5种状态的开关导通方式为：(1) 谐振电流为正时，正向谐振是导通开关管和8；谐振电流为负时。正向谐振是导通开关管4和6。() 谐振电流为正时，1正向谐振是导通开关管8和8；谐振电流为负时。1正向谐振是导通开关管8和6。() 谐振电流为正时，自由谐振导通开关管或8，导通开关管与二极管16使得串联谐振电路形成回路，导通开关管8与二极管14使得串联谐振电路形成回路；谐振电流为负时，自由谐振导通开关管4或6，导通开关管4与二极管18使得串联谐振电路形成回路，导通开关管6与二极管1使得串联谐振电路形成回路。(4) 不管谐振电流是正或负，1反向谐振是导通开关管8，谐振电流为正时，开关管8与二极管16使得串联谐振电路向电容组6回馈电能；谐振电流为负时，开关管8与二极管8使得串联谐振电路向电容组8回馈电能。(5) 不管谐振电流是正或负，反向谐振是关断开关管、4、6、8和8。当谐振电流是正时，二极管14和16导通使得串联谐振电路向直流母线上回馈电能；当谐振电流为负时，二极管1和18导通使得串联谐振电路向直流母线上回馈电能。
逆变器输出状态概括为正向谐振、自由谐振和反向谐振。正向谐振，直流母线给串联谐振电路和负载提供电能，负载电压17会升高。直流母线电压越高，输出的功率越大，串联电路存储的电能就越多，负载电压17上升的幅度就越大；自由谐振，存储在串联谐振电路的电能向负载供电，由于负载的消耗，负载电压17必然会下降，只是下降幅度较；反向谐振，存储在串联谐振电路中的电能不仅向负载供电，还将电能回馈给直流母线，负载电压17必然下降，而且幅度较大。因此，如果直流母线电压所提供的功率恰好等于负载的消耗，那么负载电压将无波动，保持不变。然后直流母线电压不易频繁改变，会造成整个高压直流电源的不稳定。谐波大大增加，带来更多的危害。因此。逆变器40输出的脉冲电平越多，负载电压17的波动必然越。采用9电平逆变器时，输出电压17的波动极，可以满足对电能质量需求极高的设备，再继续增加电平，效果不再明显，反而增加硬件电路的复杂度。
直流母线电压、串联谐振电路存储的电能和输出电压17之间存在一定的对应关系，决定5种状态的选择。可建立仿真模型，绘制给定电压值与测量值17的差值与5种状态在不同电容电压下的曲线，实施时采用比较法确定状态输出即可。逆变器40硬件电路简单。可输出5电平，只是需要采集电容电压，输出电压17和分辨谐振电流4的过零，对信号采集电路要求较高，控制处理器的速度要够快。但是由于算法和控制简单，采用中低端cpld/fpga都可以实现。
图1中的多级整流器0的各级整流器导通不一致，由于是高频高压整流，快速整流二极管的导通和断开会造成较大的电能损耗，影响了快速整流二极管的使用寿命。也影响了电容组充电的均压，使得输出电压17的质量和稳定性降低。高频变压器44的次级采用两绕组，次级绕组与初级绕组的匝数比降低为变压器6的一半，而变压器44的升压倍数不变。总体绕组的匝数不变，因此所占体积相同。多级整流器60是根据本发明的一个实施例，采用两个两级整
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