静电除尘能够有效的去处工业废气中的固体颗粒,因而被广泛用于火电厂、钢铁厂等工业废气集中排放的场所,而等离子体可用于脱除工业废气中的硫化物和氮化物。静电除尘的供给电源中高压直流电源已经不能满足日益严格的排放要求,且等离子体的产生需依托纳秒级脉冲放电电源,因此脉冲功率电源技术的革新迫在眉睫。脉冲功率技术因其持续时间短,有效抑制反电晕,高效节能等优势,在除尘、脱硫脱硝等领域异军突起,而如何提高输出电压峰值并陡化脉冲前沿成为研究的热点与难点。本文以实现高压窄脉冲为目标,同时以高重频高效率为发展方向,提出脉冲发生方案,并以磁压缩技术为支撑,深入研究脉冲发生电路与磁压缩网络的工作特性,并设计系统控制方案。最终完成上升沿为890ns的纳秒级脉冲电源样机设计和实验验证。首先,本文研究了一种基于磁压缩技术的纳秒级脉冲电源的工作原理与输出特性。前级脉冲发生电路采用上下对称串联式拓扑结构,输出微秒级脉冲电压;后级采用两级磁压缩电路完成上升沿的陡化,最终输出纳秒级脉冲电压。分析了电源在各阶段的工作原理,建立谐振回路的数学模型,并着重分析电源在各阶段的输出特性。搭建该纳秒级脉冲电源的仿真模型,仿真验证了理论分析的正确性。其次,介绍了应用于纳秒级脉冲电源的磁开关设计方法,包括磁开关磁性参数的选优和磁芯截面积与匝数的最优设计。利用PLECS仿真软件分析了磁开关磁性参数对系统输出的影响,并基于仿真结果,完成磁芯材质的最优选择。通过搭建磁芯测试电路,完成磁芯磁滞曲线的测量,从而得到关键磁性参数。根据理论推导并结合磁开关体积最小原则,得到磁芯截面积与匝数的最优解。分析了磁开关复位电路,并推导最佳复位时间。再次,论文分析了系统的硬件构成与控制机制。完成功率电路参数计算,考虑到系统的复杂程度,设计了基于DSP与FPGA的协同控制器,并设计IGBT驱动隔离电路、电平转换电路、脉冲峰值采样电路和磁开关开度检测电路。分析了磁开关控制原理,并提出适用于纳秒脉冲电源的磁开关控制流程。最后,在实验室完成测试平台搭建与样机设计,实验结果表明电路输出特性与理论分析及仿真结果一致,电源样机输出电压峰值为80k V,上升沿宽度890ns,均满足设计需求。