电磁发射的能力主要取决于脉冲功率电源系统，脉冲功率电源的优化是电磁发射技术取得进一步突破的关键技术之一。电感储能型脉冲功率电源在能量密度方面有很大优势，具备深远的发展潜力。基于串联充电和并联放电的XRAM型脉冲功率电源具有结构简单、可扩展性强的优点。分析了多级XRAM电源拓扑结构中二极管器件的工作原理，按照功能分类，提出了简化二极管器件数量的方案。建立了基于ICCOS的30级XRAM型脉冲功率电源带轨道炮负载的仿真模型，每5级为一个电源模块，系统总储能为365 kJ，发射效率近20%。通过对比简化前后模型性能指标的仿真结果，证明了简化第一级的下臂二极管不利于多级电源的运行。简化多级拓扑中的最后一级逆流电容串联二极管，以及在优化逆流电容参数的前提下简化充电晶闸管的反并二极管，对电源模块的放电电流没有明显影响。

随着脉冲功率技术的发展，纳秒脉冲电场被逐渐应用到等离子体水处理、不可逆电穿孔肿瘤消融等技术中。为了满足纳秒脉冲的应用需求，电源需要输出十几kV高压，拥有纳秒窄脉宽和快速的上升沿，同时尽量减小电源体积，降低成本。该纳秒脉冲电源采用电感隔离型Marx发生器结构，电路可以实现模块化叠加，电感隔离可以减少开关数量，抬升充电电压，以获得更高的电压输出。所设计的驱动电路仅需一路控制信号和一个直流供电模块，经功率放大和磁隔离后可同时控制所有放电管，该驱动电路结构简单、成本低、体积小，耐压水平高。所设计的24级电源样机，在50 kΩ阻性负载上，可输出0～14 kV电压，频率0.5～1 kHz，脉宽500 ns。该电源主电路的长宽高尺寸仅为23 cm×10 cm×12 cm。

空间环境地面模拟装置是哈尔滨工业大学承建的国家重大科技基础设施项目，其包含的空间等离子体环境模拟与研究系统是用于提供磁重联过程等基本物理过程的时空演化规律研究的平台。在研究地球磁尾三维磁重联时，使用处于真空环境内的偶极磁场线圈和两个磁镜场线圈来提供研究所需的模拟背景磁场，其中偶极场线圈为一个总电感为17.4 mH、总电阻为30.25 mΩ的单个线圈，而磁镜场线圈为两个线圈镜像对称设置并串联连接，总电感30.16 mH，总电阻58.81 mΩ。为了产生实验所需背景磁场的幅值和持续时间，研制并测试了两套总能量3.36 MJ的脉冲电源，在进行地球磁尾三维磁重联实验时两套电源需要同时工作。用于驱动偶极场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下，能够提供超过9 kA的峰值电流，95%峰值电流的持续时间超过了5 ms，由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms；用于驱动磁镜场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下，能够提供超过8 kA峰的值电流，95%峰值电流的持续时间超过了5 ms，由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms。

空间等离子体环境模拟与研究装置用于在地面模拟空间磁场和等离子体环境，需要在3.5 μH电感、0.8 mΩ电阻的环向场线圈负载上产生前沿130 μs、降流时间不大于1600 μs、峰值260 kA的脉冲电流，因此设计了一套模块化的电容器型放电电源。针对相对较小电感的负载，根据设计要求的放电波形和开关组件通流能力，考虑负载短路故障的情形，给出了保护电感、优化的模块数量等回路参数计算方法。进一步采用传输电缆作为能量传输，同时将电缆寄生电感作为保护电感的方案，研制了一套由4个模块组成的放电电源。研究结果表明，本文给出的电路理论计算结果与设计要求一致，放电试验进一步证明电源设计满足设计放电波形要求。

在诸如粒子加速器等应用中，要求高压脉冲的电压、电流顶降尽可能低。减小顶降的常用方法是增加储能电容器的容量，但代价是系统的能效较低、体积较大、功率较高。另一种方法是插入一些特殊级来补偿电压顶降。在固态Marx发生器中，当谐振电感和补偿开关串联起来与普通级中的主电容并联时，就得到了补偿级。本文在16级单极性固态Marx发生器中加入了四个基于谐振电路的补偿级，以补偿不同负载、不同脉宽下的电压顶降。在放电过程中，将正弦电压的近线性部分加到负载上作为补偿，实现了几乎无电压顶降的矩形脉冲。不同的补偿级数可以对电压顶降进行不同程度的补偿，补偿效果也是可调的。此外，只要关断谐振管，这些补偿级也可以作为固态Marx发生器中的普通级工作，从而加以利用。由于谐振补偿级中的电容也与Marx电路中的电容并联充电，因此不需要辅助电源充电。实验结果表明，在400 Ω和5 kΩ阻性负载上，2.5 kV和10.5 kV脉冲的电压顶降分别都能得到理想的补偿。为了获得更好的补偿效果，脉冲宽度应小于正弦电压的近线性部分的长度。

为满足不可逆电穿孔对高压纳秒脉冲电源的需求，并且突破电源模块耐压的限制，提出了一款以正极性Marx为主电路、具有ns级前沿的高重复频率的亚微秒高压脉冲电源。该脉冲电源使用光纤传输信号，经过驱动芯片放大信号后，利用磁芯变压器传递驱动信号给MOSFET。磁芯变压器给电路提供了磁隔离，使驱动电路不会受高压输出的影响，提高了电路的耐压水平。驱动电路设计简单，所需元器件较少，可提供负压偏置，使开关管可靠关断，提高电路的抗电磁干扰能力，保障电路稳定运行。此电源由16级电路构成，实验表明：在10 kΩ纯阻性负载上，当输入电压为630 V时，即可得到10 kV的高压输出。其最小脉宽为300 ns，频率1 Hz～10 kHz可调。该脉冲电源结构紧凑，能够做到输出电压、脉宽、频率可调。研究了磁芯材料和匝数对驱动脉宽的影响。结果表明：匝比的增加会影响信号脉宽，在一定的条件下，单匝电感量的差异和磁芯材料的不同对信号脉宽的影响较小。