直流高压发生器根据能量守恒定律来操作 直流高压发生器由高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸(配两只或两只以上X线管时用)、高压插座等高压元器件组成，如图示，按要求组装后置于方形或圆形钢板制成的箱体内。箱体内灌注变压器油，以加强各部件之间的绝缘和散热，箱体应接地，以防高压电击造成的危害。通常工频高压发生装置的高压变压器体积大、质量较重，可达数百千克，需多人才能抬起挪动；而高频高压发生装置的高压变压器体积较小、质量较轻，便于移动。

直流高压发生器同普通变压器工作原理一样，遵循下述基本工作原理。
(1)变压比：在理想状态下，初级电压、次级电压和线圈匝数之间的关系为
U1/U2=N1/N2=K
式中，U1为初级电压；U2为次级电压；N1为初级线圈匝数；N2为次级线圈匝数；K为变压器的变压比。可见，初级电压、次级电压与匣数成正比。K是变压器的重要技术参数之一。
对于一个变压比一定的变压器，输出电压随输入电压的增减而增减。也就是说，调节高压变压器的初级输入电压，可以获得不同数值的输出电压。由此可见，可通过调节自耦变压器输出电压来调节加到高压变压器初级上的电压，进而调节X线管的管电压。
高压变压器是初级和次级线圈匝数相差很大的升压变压器。次级电压U2极高，其线圈匝数N2也很大，在确定高压变压器的变压比K时，应力求在最大负载时使自耦变压器引起的损耗最小。使此时的高压变压器初级电压尽量接近电源电压。
(2)能量守恒：当高压变压器本身的能量损耗忽略不计时，根据能量守恒定律，初级输入功率等于次级输出功率。即
P1=U1I1     P2=U2I2     U1I1=U2l2
式中，P1为初级输入功率；P2为次级输出功率；U1为初级电压；U2为次级电压；I1为初级电流；I2为次级电流。
可以看出，当变压器的功率一定时，初级电压、次级电压与电流成反比，即输出电压越高，输出电流越小。这就是设计高压变压器时次级线圈线径细、初级线圈线径粗的原因。
对于大功率高压变压器，工作时初级回路中电流很大，这就要求电源内阻必须有较小的阻值，才能保证电源电压降不超过某一允许值；对于小功率高压变压器，工作时初级回路中电流较小，对电源内阻的要求也可适当放宽。
(3)空载电流：当高压变压器空载时，初级线圈中有一很小的电流I0通过，该电流称为空载电流(no-load current)。空载电流是衡量高压变压器质量的标准之一。对于给定的高压变压器而言，I0一定，其值越小越好。
直流高压发生器的作用是：
1 为X线管灯丝提供加热电压；
2 为X线管提供直流高压；
3 如配有两只或两只以上X线管，还需切换X线管。