本课题包括两部分工作:CSNS注入凸轨涂抹磁铁脉冲电源样机的研制及其数字化控制相关研究。　　 中国散裂中子源(CSNS)是我国正在设计和建造中的重大科学工程,该装置的核心部分包括一台高功率质子加速器,而快循环同步加速器RCS又是其中的主加速器。CSNS/RCS注入凸轨磁铁脉冲电源样机是CSNS的二期预研项目,注入系统有两套该脉冲电源分别驱动4块串联的水平凸轨涂抹磁铁和垂直凸轨涂抹磁铁,物理设计所采用的相空间涂抹方法要求这2台凸轨磁铁脉冲电源的下降沿能够灵活地被程序控制。电源输出脉冲电流峰值18000A,可控最大电流下降速率260A/μs,重复频率25Hz,跟踪误差小于2％,平顶稳定度小于±0.5％。　　 在调研国外同类电源设计方案和大量计算机仿真的基础上,确立了电源主要结构参数和模块化设计方案。高功率、高频率、快速的响应时间和最佳的反馈控制策略是涂抹凸轨磁铁脉冲电源具有良好性能的关键。电源采用IGBT H桥串并联的方式产生脉冲电流,主电路拓扑采用IGBT H桥串并联错相工作的方式达到分压、分流和提高等效开关频率的目的,减小输出电流纹波:通过移相多重化闭环控制和均流设计,使输出电流精确跟随给定波形；对电源的设计和制造工艺方面的关键技术问题进行分析,主要包括IGBT多管串并联技术、多重化设计的实现与均流、网侧谐波的抑制、快速下降的大脉冲电流的精确检测、脉冲参考波形的精确给定等；对全功能小样机和整机进行了调试、测试和结果分析,着重分析了物理需求与电源的跟踪精度的协调,以及将来工程应用中需要重视的关键性能指标。测试结果表明样机各项指标达到了设计要求并顺利通过验收。　　 脉冲电源的数字化控制研究则是为了进一步提高该电源在运行中的性能而开展的工作,以FPGA技术为核心,完成输出电流反馈闭环和内部并联电路的均流控制,已在一台功率较小的全功能小样机上取得了初步的成功,为进一步应用到CSNS工程中打下了良好的基础,也是在大功率脉冲电源控制技术上的开拓性研究。　　 论文内容涵盖电源方案设计、全功能小样机的研制和测试、整机结构设计、整机的研制和测试完整过程,为CSNS注入系统提供了可借鉴的工程经验,同时在脉冲电源的数字化研究方面取得初步成果,在大功率可编程脉冲电源的数字化控制这一领域做出了重要探索。