场反位形具有完全轴对称、结构相对简单、比压接近于1等优势，对于开展聚变新位形研究、聚变堆小型化与经济化探索具有重要意义。在国家重点研发计划和湖北省配套经费的支持下，课题组正在开展基于场反等离子体的磁阱型磁压缩聚变装置预研平台研制(称为HustField-ReversedConfiguration，HFRC)，装置主要分为场反等离子体形成区与对碰融合及压缩区。其中，喷枪电源是形成区的重要组成部分，用来为锥形喷枪线圈提供电流。本文主要介绍了HFRC装置锥形喷枪高压脉冲电源的研制。HFRC形成区腔室直径设计为0.6m，为实现较高的初始等离子体参数，振荡磁场频率设计值为150kHz，反场峰值设计值为0.5T，这导致喷枪电源需要达到80kV/70kA的设计参数。另外，场反等离子体的形成过程是一个高速的动态过程，为较好地控制等离子体的形成和喷射，电源的放电调节精度需控制在1μs以内。因此，该电源需同时满足高电压、大电流、高精度放电控制等要求，为其研制带来了很大的困难与挑战。
　　在电源主电路设计部分，基于场反位形的物理背景和实验需求，确定了锥形喷枪电源的概念拓扑。采用18个喷枪线圈将每套电源的输出电流降低至70kA量级，并通过理论推导和Simulink仿真，验证了电源设计的可行性。针对电源高电压运行特点，优化了电源拓扑，并借助仿真分析对比两种优化方案，最终采取两个电源模块串联且中心点接地的方案，有效降低了电源模块耐压及系统对地电压水平(<50kV)，提高了电源工作的可靠性。完成了高压脉冲电容选型、电容充电方案设计、高压同轴电缆选型、电源架设计等内容，并最终完成了40kV/70kA锥形喷枪电源样机方案设计。
　　在电源控制的设计部分，结合电源所处的高压、大电流工作环境和高精度的放电控制需求，选取TDI系列氢闸流管作为高压开关，并根据其开关特性设计了亚微秒级控制精度的氢闸流管触发电路，其中包括基于IGBT控制的氢闸流管主触发电路、基于TRIAC控制的加热电路，可以实现4~11V的加热电压、最高8kV的触发电压。同时，完成了触发电路的关键器件选型和集成设计。
　　最后，本文开展了脉冲高压开关的触发实验。首先，进行了触发电路关键部件的性能测试，包括IGBT均流测试和脉冲变压器的耐压测试，测试结果表明并联的IGBT可实现较好的触发和均流，脉冲变压器耐压可达到18kV以上。其次，设计研制了氢闸流管触发测试实验平台，设计了实验平台架构、实验测试流程，最后分析的氢闸流管触发测试实验数据，证明了所设计的触发电路能够成功并且连续重复实现氢闸流管的触发，并且把触发氢闸流管的抖动时间控制在300ns以内，实现了较好的开关精确控制。