随着石油勘探与井下测量技术的发展,井下设备对供电电源的要求越来越高。设备工作状态的频繁切换要求供电电源满足高动态性能要求,同时为了保证井下测量精度和仪器的可靠性又要求供电电源能够表现高稳态性能。因此井下供电电源设计需要在保证安全稳定运行的前提下,提升变换器的动态和稳态特性,满足日益严格的井下供电要求。本文以提高全桥变换器的稳态精度和响应速度为设计目标,采用V2C控制方法在提升动态输出特性、改善稳态输出精度方面的优势,并配合硬件电路的优化设计,实现了系统稳态精度和响应速度的整体提高,达到了预期指标。首先,分析了影响全桥变换器响应速度和稳态精度的因素,并根据影响因素对滤波器、反馈调理电路、A/D采样以及控制策略方面进行优化设计。其次,建立了全桥变换器的V2C控制器小信号模型,通过频域分析对系统增益、带宽以及稳定性进行了讨论,并依据频域特性完成控制器反馈系数和电压调节器参数整定。然后,建立了控制器的离散迭代模型并给出内环稳定条件,提出了动态斜坡补偿的方法,在保证稳定性的基础上减小对输出特性的不利影响。最后,通过仿真和实验对小信号模型分析结果进行验证,同时将V2C控制器与V2控制器和电流型控制器进行对比,验证V2C控制器的优越性以及电压调节器参数设计的正确性。基于理论研究及仿真分析,搭建数字V2C控制的1k W全桥变换器试验样机,在实验平台上对稳态输出进行测试,并进行负载扰动实验测试动态性能。实验结果表明,V2C控制器结合了V2控制器在动态特性提升和电流型控制器在系统稳定性改善的优点,斜坡信号的动态补偿在实现抑制谐波振荡的同时保证了其对系统静动态特性不利影响的最小化。