根据感应电压叠加器感应腔的工作需求, 针对感应腔磁芯的高效可靠应用, 一般在感应腔工作前都要对磁芯进行去磁, 以实现磁芯的利用最大化, 减少磁性材料用量, 降低设备体积和造价。通过对磁性材料性能的研究分析, 得出了相对于传统的脉冲去磁方式, 直流去磁具有电压低、电流小、易绝缘、电极烧蚀小、对变压器油无污染、成本低等优点的结论。根据去磁电流引入位置的不同, 研究了两种使用直流对感应腔磁芯进行去磁的方法, 并对这两种直流去磁的方法进行了深入地分析和模拟计算, 验证了直流去磁的可行性和优越性。

针对25 μm 2605TCA非晶涂层、25 μm 2605SA1非晶夹膜和50 μm DG6硅钢夹膜三种材料和工艺磁芯，对比研究了不同激磁条件下的磁化特性。结果表明：改变磁芯激磁条件，磁通密度变化量(ΔB)几乎不变，DG6硅钢夹膜磁芯和2605TCA非晶涂层磁芯ΔB均为3.1 T，2605SA1非晶夹膜磁芯ΔB仅为2.4 T；不同激磁条件下，相对磁导率变化较为明显，三种磁芯相对磁导率均随激磁特征参数的增加而迅速减小，当激磁特征参数由67 V/(cm2·ns)增加至129 V/(cm2·ns)时，2605SA1非晶夹膜磁芯最大相对磁导率由1800减小至1200，2605TCA非晶涂层磁芯最大相对磁导率由1100减小至400，相同激磁特征参数下2605TCA非晶涂层磁芯相对磁导率小于2605SA1非晶夹膜磁芯相对磁导率；DG6硅钢夹膜磁芯在快脉冲条件下磁化性能较差，最大相对磁导率仅为130。

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。

针对ns级脉冲电流信号的测量, 设计了一种带磁芯的新型自积分式罗氏线圈, 具有信噪比高、动态范围广等优点。屏蔽盒开气隙防止涡流。屏蔽盒外层采用聚氨酯进行整体封装, 聚氨酯层厚度大于1.5 mm, 可耐受大于20 kV的冲击电压。采用高压方波发生器与Pearson4100线圈对罗氏线圈标定。罗氏线圈的参数为: 灵敏度0.018 8 V/A, 最高上升时间小于20 ns, 方波脉宽300 ns, 最大峰值电流300 A。

为得到工业需要的大电流高重频方波脉冲，分析并改进了半导体全控型Marx发生器，在充电的同时实现了截尾功能。设计采用新型半浮栅结构晶体管 (SFGT)作为主开关，可产生kV高压、百A大电流、高重频的方波脉冲。优化了电路结构，解决直流充电源受脉冲电源放电电压冲击问题。研制得到电流100 A、频率4 kHz、脉宽4 μs、负高压6 kV、上升沿下降沿均在80 ns内的方波脉冲发生器。研究了相应的SFGT磁芯隔离驱动电路，结合了SFGT栅极并联自主电容隔离驱动和IR2110的半桥驱动电路，并对半桥上的MOS管的栅极等效电路进行了理论分析，驱动电路具有抗干扰能力强且脉宽调节范围大的特点。

针对“神龙二号”直线感应加速器所采用的非晶磁芯感应加速腔, 建立了能够兼顾结构参数和磁芯性能的加速腔电路模型。对与加速腔结构相关的各集总电容参数进行了计算, 并通过模拟波形与实验电压电流波形的对比, 确定了加速腔磁芯模块的参数设定, 实现了对非晶磁芯感应加速腔脉冲励磁过程较为准确的模拟。通过电路模拟, 可以得到脉冲励磁时加速腔各部分的电压电流分布, 为加速腔的结构优化和故障原因分析提供了有效的手段。

采用带有开路磁芯的Tesla变压器与单筒脉冲形成线一体化结构,研制了一台基于Tesla变压器的紧凑GW级纳秒脉冲源,该源包括一个40 Ω脉冲形成线、内置Tesla变压器、初级电路及高压吹气主开关等,具有变比高、结构紧凑、能量传输效率高、便于重复频率运行等特点。给出了脉冲形成线、Tesla变压器和主开关等的工作原理、设计方法和模拟计算。实验结果表明,该脉冲源输出电压大于200 kV,脉冲宽度约8 ns,可以在重复频率100 Hz、平均输出功率1 GW情况下稳定运行,实验结果与理论设计相符。

对具有不闭合磁芯的Tesla变压器磁路进行了研究，计算了Tesla变压器磁路中磁力线分布以及各处磁感应强度分布，结果表明:在磁芯所在位置，磁力线主要集中在磁芯内部;在内外筒磁芯之间，磁力线主要分布在初次级线圈以外磁芯两端之间的空隙中。实际的Tesla变压器漏磁较小，分析了在没有漏磁的理想情况下Tesla变压器不闭合磁芯对初、次级线圈电感的影响，并给出了初、次级线圈电感的估算公式，利用估计公式得出的结果与实际测量对比，误差范围在15%以内，该公式在Tesla变压器设计和参数估算时不失为一种简便易行的处理方法。