设计了一种单电源的变压器型高电压、大电流脉冲源。该电源只有一套放电电容，以晶闸管作为放电开关，单原边双副边的脉冲变压器作为传输线。利用二极管的单向导通特性，使变压器根据负载不同的工况运行在不同的状态，分时输出高电压、大电流脉冲。该设计利用变压器在空间上将高压输出回路和低压控制回路隔离，与一般的双电源设计方式相比，降低了驱动电路的成本，减少了装置的体积，有利于设备的小型化和紧凑化。试验结果表明：当原边18 μF的储能电容充电电压为700 V时，通过晶闸管开关控制电容向2∶2∶20的单原边双副边脉冲变压器放电，副边开路时输出幅值7.6 kV、上升沿432 ns的开路电压，副边短路时输出幅值690 A、半高宽15.6 μs、前沿7.0 μs的短路电流，满足NL37248引燃管的触发要求。

为了改善脉冲形成网络(PFN)-Marx发生器的输出波形，得到前沿较短、纹波因数尽可能小的输出波形，对单级PFN的特性进了仿真研究，包括PFN中末端电容、末端电感、PFN的阻抗等因素对单级PFN的输出波形的影响；建立了PFN-Marx发生器的整体仿真模型，并对采用耦合电感作为隔离电感和采用分立电感作为隔离电感进行了仿真研究。研究表明：采用耦合电感作为隔离电感可以使各级PFN的充电波形更加一致，效果更好。搭建了一个小型的PFN-Marx发生器，并研究了PFN-Marx发生器中气体开关在不同气压下导通时输出波形的差异，结果表明，升高气压有利于减小PFN-Marx发生器输出波形的前沿持续时间。

开关振荡器是宽带高功率电磁脉冲的重要产生方式之一, 以开关激励同轴振荡器为例, 采用理论计算和电磁仿真为主要手段, 从传输线特性阻抗与开关振荡器储能、传输线特性阻抗与天线阻抗关系及传输线特性阻抗和开关导通阻抗关系三个方面进行了研究。研究结果表明: 传输线阻抗越小, 振荡器储能越高; 天线阻抗与传输线阻抗比值越大, 输出信号品质因数越大, 频谱上能量越集中, 带宽越小, 能量效率随比值增大呈现先增大后减小趋势; 传输线特性阻抗很小时, 开关阻抗对输出振荡信号影响增大, 此时随特性阻抗减小, 输出信号中心频率降低, 品质因数减小, 频谱上能量分散, 带宽较宽。

为了提高脉冲变压器磁芯的利用率，需要给脉冲变压器施加退磁电流，使磁芯达到负向饱和点以获得最大的磁感应强度增量。研究了一种工作电压在几十伏的重复频率脉冲复位电路，产生反向脉冲电流，实现磁芯复位。研究了不同复位电容容量和充电电压条件下的磁芯复位效果，发现磁芯复位效果与复位电容所储存的能量具有正相关性。综合考虑脉冲变压器工作的要求，选用较低工作电压和较大复位电容容量的方案。对比分析了有无磁芯复位时硅钢带环形磁芯脉冲变压器的磁化特性，说明了加入复位电路的必要性。试验表明，该复位电路在50 Hz重复频率下可长时间稳定运行。

通过对脉冲变压器原副边回路参数、绕组结构、铁心材料的优化设计，实现了小尺寸变压器对大电流三电极开关的触发。变压器空载输出可达40 kV，增加中间储能环节后，在大电流触发管的触发极可产生百A数量级的触发电流，可以实现触发管在较低的欠压比下稳定触发。通过对脉冲变压器绝缘结构的优化设计，确保了脉冲变压器在与触发管配合过程中可以承受其输出电缆折返射造成的过电压与反灌电流。

针对强激光能源系统对Marx触发器的输出性能和可靠性要求，介绍了一种六级的Marx触发器。通过采用多级低电感脉冲形成电路获得了高幅值、陡前沿的输出脉冲，运用实验与概率分析相结合的方法，确定了它的工作参数。实验研究结果表明：这种Marx触发器的误触发率和触发气体开关成功率均符合两参数的威布尔概率分布；当欠压比为65%、工作电压为13.5 kV、工作气压(绝压)为0.35 MPa时，能输出幅值120 kV、前沿20 ns的电压脉冲;该触发器能同时满足误触发率低于0.000 1%，正常触发成功率高于99.999 9%的技术要求。经过长时间现场运行测试，Marx触发器工作良好，无异常现象。

根据Trigatron的触发要求设计了脉冲变压器型驱动源、三电极气体开关。在多种驱动模式下对三电极开关的自陡化参数进行统计分析，选择最优的自陡化工作模式。通过研究自陡化工作模式，优化了三电极开关工作极性、工作电场、紫外辐照强度和辐照时间。试验结果表明：增加陡化环节后，Trigatron的击穿概率有了明显提高，击穿时刻延迟和抖动明显降低，扩大了Trigatron稳定工作的欠压比范围。

介绍了一种应用于高功率脉冲源的低电感、高通流能力、长寿命的同轴型电容器。通过理论计算，综合考虑电容器的工作电压、电感、通流能力、与开关的连接方式等，确定了电容器的芯子结构、绝缘子结构及电极结构。通过设计实验线路，测试了电容器的电压、电感、通流能力、寿命等参数。实验结果表明：电容器电容量1.5 μF，工作电压100 kV，工作电流250 kA，峰值电流大于300 kA，电容器电感小于20 nH，储能密度205 J/L，工作寿命大于6 000次。

采用介质涂覆的球-筒电极结构,用以脉冲电压条件下在水中产生放电,通过比色法检测放电产生的过氧化氢,研究了不同电压脉冲幅值、脉冲宽度(储能电容的大小)、水的电导率以及脉冲频率对过氧化氢产生速率的影响,实验结果表明过氧化氢的产率随电压脉冲幅值的增大而增大。当电压脉冲幅值足够高时,水中放电由流注放电形式转换为电弧放电形式,此时过氧化氢产率也大幅提高,而在相同电压条件下,随水的电导率的增大,过氧化氢的产率减小。在相同电压下,脉冲频率的增大,导致放电平均功率增大,水中放电产生过氧化氢的浓度提高。在3.3 W功率时,120 min后水中过氧化氢浓度达到0.2 mmol/L,从而证明了所用电极结构的优越性。

用磁开关取代传统冲击电压发生器的放电球隙,利用磁开关可高重复频率工作和磁压缩陡化的特点和冲击电压发生器“并联充电,串联放电”的特点,可形成重复频率快前沿高压脉冲。建造了基于磁开关的冲击电压发生器,试验表明:其重复频率可达1 kHz,在1 nF的电容负载上可形成17 kV,上升时间小于80 ns的高压脉冲。