提出了一种两级式可变母线电压的高压电容充电电源技术方案，该拓扑在半桥LLC谐振电路的基础上增加了一级图腾柱无桥功率因数校正（PFC）电路，通过改变母线电压来解决传统LLC谐振电源在输出更高电压时，工作频率变化范围过大带来的充电效率下滑的问题。由于图腾柱电路本身具备功率因数校正的功能，该电源设计还拥有能够直接从电网取电而不影响电网电能质量的优势。首先介绍了本电源设计中两部分的电路拓扑和工作原理，采用等效电阻法分析了电容负载下的电源输出特性。针对前级图腾柱电路设计了双环控制器以实现对母线电压和功率因数的控制，针对后级LLC电路提出了比例积分（PI）加低通滤波的恒流控制器以降低高频噪声带来的不利影响。最后通过模型构建与仿真分析，研究了高压电容充电电源3000 V/1 A时的充电特性，验证了本电源技术方案、设计和控制策略的可行性。

设计了一种改进型射频功率源输出功率控制系统，解决了现有射频功率源使用中存在的输出功率稳定性与控制精度不足等问题，预期将应用于中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor，CFETR）负离子源中性束系统（Negative Ion Based Neutral Beam Injection System，NNBI）。采用ARM+CPLD双核设计的软、硬件分离控制结构，保障输出功率控制算法运行效率；采用数字化信号控制方法，实现输出功率的高精度控制；通过精确采样射频功率源实际输出功率和闭环功率控制方法设计，实现输出功率的高稳定性控制。对射频功率源样机进行输出功率控制系统模拟负载测试，结果表明：在额定输出功率为50 kW时，输出功率的控制精度高于0.1%、稳定性波动小于0.5%、人机交互软件功能完善。该方案预期可以搭配阻抗匹配网络满足CFETR NNBI射频功率源对输出功率控制的性能要求。

高频磁致伸缩换能器的谐振状态和输出特性受电磁激励条件、发热程度以及负载状况等多种因素共同影响。为了提升高频磁致伸缩换能器的输出性能，本文深入研究了工作温度和负载变化对换能器谐振频率和最佳偏置磁场的影响规律并设计了闭环控制系统。首先，依据换能器阻抗圆图和输出加速度特性，对不同温度和负载下磁致伸缩换能器的谐振频率与最佳偏置磁场进行了实验测试以发现其变化规律；然后，基于测试数据建立了反向传播（Back Propagation，BP）神经网络预测模型并采用遗传算法和粒子群算法对BP神经网络进行优化以表征温度和负载与谐振频率和最佳偏置电流之间的非线性关系；最后，搭建了磁致伸缩换能器的闭环控制系统并利用预测模型的预测结果实时调整闭环控制器的参考值以实现谐振频率和最佳偏置磁场的自动追踪，实验结果证明了该控制系统优化换能器输出特性的有效性，不同工况下可使换能器的输出加速度幅值平均提高25.65%。

在肿瘤消融、污水处理等领域的脉冲功率技术应用中，研究发现双极性电脉冲往往比单极性电脉冲效果更佳，这极大地刺激了双极性高压脉冲电源的研发需求。设计了一台基于Boost闭环控制的恒峰值双极性脉冲发生器，该发生器结合boost电路与Marx发生器的特点，实现了具有升压功能的双极性脉冲的产生，且利用峰值检测电路对双极性脉冲发生器的输出峰值进行取样，并反馈到DSP处理器，实现峰值电压闭环控制，从而实现双极性脉冲恒定峰值的输出。为了验证提出的拓扑电路的可行性与稳定性，对5级恒峰值双极性脉冲发生器进行了仿真和实验研究。实验结果表明，当输入电压在100 V时，可产生重复频率5 kHz、脉冲宽度5～10 μs、电压幅值为±2.0 kV的恒峰值双极性脉冲波形。该脉冲电源使用模块化设计，便于级联，结构紧凑，可灵活输出恒峰值的双极性或单极性正（负）脉冲。