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农业、工业、环保、医学、生物电子学等各个研究领域的高速发展促使脉冲功率相关技术向高功率、高重复频率、固态化和小型化等方向发展。本文针对目前固态脉冲发生器需要使用大量的开关管串并联,存在的开关在导通、关断时的同步性及均压、均流等问题,设计了一种基于可饱和分数比磁芯变压器和Marx技术的全固态微秒准方波脉冲发生器,避免了大量开关管的串并联。本论文对该全固态准方波微秒脉冲发生器进行了相关理论和初步实验研究,结果表明该脉冲发生器能够输出前后沿时间短、平顶质量较高的准方波脉冲,具备一定的重频运行能力。论文的主要工作和结果体现在以下方面:1、分数比可饱和脉冲变压器（Fractional-turn Ratio Saturable Pulse Transformer,FRSPT）的研制（1）对绕制变压器的磁芯性能进行分析和测试,测试其在低电压弱电流激励下的有效未饱和磁导率,分析其在不同频率激励信号下的响应能力。（2）通过设计指标参数计算并确定所选磁芯数量,绕组匝数以及FRSPT的整体结构,并基于该结构理论计算所设计的FRSPT各电参数。（3）对本文所设计的FRSPT进行充电实验研究,首先,利用Pspice仿真软件分析FRSPT初、次级的杂散电阻及杂散电感对输出波形的影响;其次,通过FRSPT对负载电容的放电实验结果初步计算磁芯饱和电感以确定全系统输出准方波脉冲的可行性。2、基于FRSPT取代气体开关的高压硅堆隔离型Marx发生器的研制（1）分析传统的气体开关型Marx发生器的原理与缺陷,设计了基于FRSPT取代气体开关的新型紧凑化Marx发生器。（2）分别对电感隔离型与高压硅堆隔离型的Marx发生器进行了实验研究,分析高压硅堆取代隔离电感的Marx发生器的优点,确定了基于FRSPT取代气体开关的高压硅堆隔离型Marx发生器的研究方案。（3）对反谐振网络进行了简单的介绍,并给出了两节与三节网络输出准方波脉冲时各网络参数的计算公式,同时对比研究了两节与三节网络输出准方波的性质,最后对三节反谐振网络在Marx发生器中的应用进行了实验研究,结果表明三节反谐振网络能够将Marx发生器输出的LC振荡波形调制成准方波波形。3、基于FRSPT与Marx发生器的微秒准方波脉冲发生器实验研究（1）搭建基于FRSPT与Marx发生器的高压微秒准方波脉冲发生器,对该发生器结构与工作原理进行了介绍;对其进行Pspice全电路模拟,结果表明Marx发生器升压状况良好,各级电容充电均匀。负载两端电压幅值约为33.6 kV,半高宽约1.98μs,且波形平顶度好,基本符合设计指标。（2）在单次运行实验中,调整原边工作电压由200 V至400 V,结果表明负载电压随直充电源充电电压的提升而升高,且波形一致性保持良好,最高输出电压幅值为34 kV。（3）将该发生器封装在高分子外筒内,并充入纯的SF6气体以提高系统耐压能力,调整原边工作电压由400 V至900 V,结果表明随着原边直充电源充电电压的提升,负载电压逐渐升高,且波形一致性保持良好,最高输出电压为54.3 kV。（4）重复频率实验表明系统在28.5 Hz低重复频率运行下工作稳定,受限于原边充电功率,在长时间运行时波形一致性有所降低,原边充电350 V时,能稳定地输出峰值电压约27.4 kV,脉宽1.96μs的准方波脉冲。（5）对金属氧化物压敏电阻（Metal-Oxide Varistor,MOV）进行了介绍,并详细阐述了其非线性伏安特性与相应的电性能参数;搭建实验平台测试本文选用的MOV两端电压与流过其中的电流,得到了其部分伏安特性曲线并得出初步的结论:本文选用的MOV的“钳制”电压是其标称压敏电压的1.5倍;最后对MOV应用于该微秒准方波脉冲发生器进行实验研究,结果表明在发生器负载两端并联合适数量的MOV有利于输出前后沿时间更短、平顶质量更高的准方波波形。