依据高重频高压纳秒脉冲输出的要求，基于半导体断路开关(SOS)的工作特点，设计了高重频高压纳秒脉冲源脉冲发生器线路。分析发生器线路的工作原理，对输出脉冲幅度50 kV/100 Ω、脉宽约10 ns~20 ns 和重复频率100 kHz 脉冲源的线路中关键器件的参数进行了计算。分析关键器件SOS、饱和脉冲变压器、副开关要求，给出了关键器件的选型参考。

提出了采用多路绕组分组并联结构和同轴结构的两种新型可饱和脉冲变压器(SPT)，用来取代寿命较短的气体开关，作为脉冲电容器或几百kV级脉冲调制器的充电变压器兼主开关。采用磁芯自动复位机制的新型SPT，初步解决了普通SPT难以兼具高升压倍数和绕组低饱和电感的问题，实现独立脉冲变压器和磁开关的集成紧凑化。采用初次级绕组间反向互感压制的物理机制，实现SPT次级绕组饱和电感降低到其固有饱和结构电感以下水平的重要特性，为实现低饱和电感磁开关探索了一条新技术路线。新型SPT已在螺旋Blumlein脉冲形成线(HBPFL)型高功率脉冲调制器中获得了应用: 其作为变压器实现HBPFL充电200 kV的目标; 其作为HBPFL主开关形成了幅度为180 kV、脉宽135 ns、前沿时间60 ns的准方波电压脉冲。此外，提出并验证了新型SPT应用于百kV级集成紧凑化Marx发生器及多路高电压脉冲ns同步等领域的新技术路线。

设计制作了全固态高重复频率磁脉冲压缩发生器，最高重复频率5 kHz，脉宽70 ns，通过调节初始储能电容上的电压可在500 Ω阻性负载上获得4~40 kV连续可调的输出电压。通过分析简化的磁压缩末级回路，分析了预脉冲产生的过程，得出了预脉冲的电压表达式，选取适当的磁芯相对磁导率，经过求解，得出在磁开关未饱和电感一定时预脉冲随负载阻值变化的曲线簇，从曲线中可以看出：随着负载的阻值的增大，预脉冲的峰值绝对值也增大；在负载恒定的情况下，增大磁开关未饱和电感的大小可以显著地减小负载两端预脉冲的峰值绝对值，这要求磁开关磁芯有更高的相对磁导率。

功率器件半导体断路开关具有高重复频率工作能力。采用高速绝缘栅双极晶体管组件作为初级充电回路的主开关,建立了一台工作频率为10 kHz的脉冲发生器。脉冲发生器采用磁饱和脉冲变压器、磁开关及高压脉冲电容器组等固态器件进行两级脉冲压缩,产生小于100 ns的电流脉冲,对半导体断路开关进行泵浦,半导体断路开关反向截断泵浦电流在负载上产生高压脉冲输出。实验装置在电阻负载上得到了脉冲输出功率约为8.6 MW,脉冲宽度约10 ns,重复频率10 kHz的高压脉冲输出。

介绍了一种采用半导体开关与磁开关、可饱和脉冲变压器相结合技术的固态脉冲电源,此电源可用于脉冲放电等离子体烟气治理.在理论分析的基础上建立了实验模型,通过实验验证了此类电源的可行性,解决了8支晶闸管开关串联的动静态均压及开通同步性问题,并对可饱和脉冲变压器及磁开关的工作特性进行了分析计算.电源在阻性负载上得到峰值电压37.5 kV、前沿101 ns、脉宽1 μs的脉冲,重复频率300 Hz,输出功率10 kW.