CSEM发射机作为海洋电磁勘探必备的仪器设备，输出频率幅值均可调的电流方波，通过电极发射出去，获得有效的电磁场来进行海底油气资源勘探。为了获得有效的物理数据，要求发射机具有高功率、大电流、高精度输出的同时具有体积小、效率高、纹波小、质量轻的特点。针对CSEM发射机的研究，对我国深海探测领域具有重大意义。本文分析了高功率大电流发射机的基本特征和研究现状，特别针对目前AC-DC-AC拓扑结构中所存在的问题进行研究，提出了一种新型高效能AC-AC拓扑结构的电磁发射机。根据项目设计指标，分别采用AC-AC拓扑和AC-DC-AC拓扑结构进行发射机设计。完成功率回路的参数计算和器件选型。以此为基础，分别计算了两种拓扑结构的传输效率。计算结果表明，采用AC-AC拓扑结构的电磁发射机具有更高的传输效率。针对AC-AC拓扑进行MATLAB仿真，整机仿真验证了方案的可行性。模块化的效率仿真证实了理论计算的正确性。仿真结果表明，采用AC-AC拓扑结构的电磁发射机方案可行，具有高效的传输效率。完成AC-AC拓扑发射机的电气系统设计，包括功率主回路和控制电路。其中，功率主回路由不可控整流、H桥逆变、变压器降压、双BUCK编码回路四部分组成。控制电路包括IGBT驱动板、MOSFET驱动板、主控板三部分。并且分析了功率器件在工程实际应用中存在的问题，提出了相关的解决办法。