在目前的热离子发电器中，通过加入铯蒸气在高温下发射热电子和热离子。为了避免多余的热量对热离子发电器造成损伤，保证热离子发电器的元件寿命和能源的最大功率输出，本文提出了一种基于热离子发电器最大功率输出的双端电压控制策略。在该控制策略下，功率变换器工作在过功率模式以及欠功率模式时均能够实现功率的动态分配调节，并且保证热离子发电器的最大功率输出。文中对热离子发电功率变换器的工作原理以及工作特性进行了详细分析，给出基于热离子发电器最大功率输出的双端电压控制策略的具体实现方案，并通过一台500W的原理样机验证了该控制策略的可行性。