要实现核聚变必须将等离子体加热到10keV以上,欧姆加热等常规的加热方式远远无法将等离子体加热到点火温度,因此必须采用辅助加热手段。而高压电源是聚变装置辅助加热系统的关键组成部件,直接影响辅助加热的功率和效率。J-TEXT装置是我国高校中唯一的中型常规托卡马克实验装置,为了在J-TEXT装置上开展电子回旋共振加热(Electron Cyclotron Resonance Heating, ECRH)实验,需要研制一套高压电源系统给电子回旋管供电。本论文针对J-TEXT装置ECRH系统对高压电源的要求,开展了100kV脉冲阶梯调制(Pulse Step Modulation, PSM)高压电源相关技术的研究,并研制了一套100kV/60A PSM高压电源系统。本论文的具体工作包括：开展PSM高压电源拓扑结构研究,通过对国内外大型聚变装置辅助加热系统所采用的PSM高压电源进行分析和对比,重点研究和探讨了PSM高压电源的变压器结构方案、电源模块结构方案的优缺点,并结合J-TEXT装置ECRH系统的具体情况,对100kV/60A PSM高压电源的整体方案进行了设计。采用一级干式多绕组变压器同时实现电压隔离和多路降压输出,由于无需第一级油浸式隔离变压器,简化了系统结构,降低了损耗,极大地缩减了成本和占用空间,且便于维护,同时有效减小了系统分布电容,提高了负载安全性。本文提出并采用的拓扑结构可为今后百千伏级辅助加热高压电源的结构设计提供参考,具有较强推广价值。开展PSM高压电源模块设计方法研究,研究了电源模块主电路的优化设计和参数计算方法,全面分析了电源模块的控制和保护需求,结合工程经验,探讨了电源模块的电磁兼容、散热和空间布局等问题,完成了750V/60A PSM电源模块的优化设计、系统实现和性能测试。测试结果表明本论文所研究的电源模块设计方法有效、可行,所设计的电源模块效率高、响应快、保护迅速可靠,完全满足100kV/60A PSM高压电源的需求。开展控制系统硬件方案的研究,设计了基于面向仪器系统的PCI扩展(PCI extensions for Instrumentation, PXI)技术的控制器,通过PXI总线控制FPGA板卡输出模块控制信号并监测故障信号,具有结构紧凑、响应速度快、抗干扰能力强等优点,且符合ITER控制、数据访问和通信(Control, Data Access and Communication, CODAC)规范,可以直接接入J-TEXT CODAC系统。该控制器为PXI技术在国内聚变辅助加热高压电源上的成功应用,且具有较高拓展性,对今后高压电源控制系统设计具有一定参考价值,同时也对ITER CODAC相关技术进行了补充与发展。开展PSM高压电源的控制策略研究,在传统的移相PSM控制策略基础上提出了一种新的排队PSM控制策略,可有效提高电源系统的动态性能,同时算法相对简单,对控制器资源占用少,在硬件上更容易实现。该控制策略目前在国内未见公开报道,对聚变高压电源控制及运行具有较强参考价值。为验证所研究的PSM高压电源技术的可行性,完成了100kV/60A PSM高压电源系统的设计、实现和测试。测试结果表明,PSM高压电源系统的输出参数完全达到设计要求；本论文提出的排队PSM控制策略,可将故障响应时间缩短到60μs(原1.4ms),有效地了提高PSM高压电源的响应速度。本论文所研制的PSM高压电源系统运行良好,而且响应速度快、保护时间短,可满足J-TEXT装置ECRH系统的技术要求。