从19世纪40年代发展至今,脉冲功率技术已经从实验室走向了国防科研领域,在国防领域以及科研领域发挥了非常重要的作用,被世界各国所重视。现在,随着脉冲功率技术的完善,脉冲源的应用已经到了从军事应用走向民用的阶段,其在环境工程、生产加工、等离子体医学等领域均有很高的应用价值。由此也对脉冲功率技术提出了一些新的技术要求,包括脉冲发生装置的小型化、大功率、全固态、高重复频率、窄脉宽等等。基于脉冲功率技术的市场化和民用化的要求,本文对脉冲功率技术及其应用的发展进入了深入的研究,选择NLTLs脉冲压缩技术来实现高重复频率高压窄脉冲发生装置。由于数值计算方法不能很好的反应非线性传输线上脉冲波形的变化,设计了一个可广泛应用于非线性传输线仿真研究的的电路模型。并经过对NLTLs电路模型的参数的研究,明确了脉冲输入波形(上升时间、脉宽、脉冲幅度)、负载电阻、非线性传输线阶数、电感值、电容值(拟合公式的非线性因子)等对NLTLs中传播的波的影响。其中,针对基于非线性电容的非线性传输线,专门测试了陶瓷电容的C(V)曲线,并建立了拟合公式。在此基础上,基于一款低压快速MOSFET开关和基于变压器的脉冲升压网络研制出一款脉冲功率装置,能够输出重频400k Hz、0到8000V可调电压幅度、30A峰值输出电流、200ns脉宽的脉冲。之后,基于NLTLs理论,分别设计了一个脉冲前沿压缩电路和一个孤子波脉冲压缩电路。其中,脉冲前沿压缩电路,将400Kz重复频率、3000V脉冲幅度、200ns脉宽输入脉冲的上升沿压缩了75.9ns;而孤子波脉冲压缩电路则通过输入脉冲在非线性传输线上的分离,实现了纳秒级脉冲输出。在达到了项目的基本指标后,针对市场化和商品化的要求,对脉冲功率装置进行了产品化和小型化设计,实现了无储能电容和无散热系统下的能够持续稳定工作,并且体积、重量远小于之前设备的脉冲功率装置。本文最后,将脉冲源作为激励装置,研究了脉冲激励等离子体的应用,分别是基于DBD放电的全光等离子体天线、应用于表面清洗的大气常压等离子体射流和脉冲放电等离子体除油,验证了基于高压脉冲源的等离子体的优秀性能和广泛应用。