大功率毫米波回旋行波管因其具有输出功率大、工作带宽宽、效率高等优点,广泛应用于军事微波武器、食品消毒杀菌、工业测试等众多高功率微波领域中。为了使回旋管在测试和应用中稳定工作,因此需要设计性能优良的大功率毫米波回旋行波管高压脉冲调制电源为其提供能量。本文首先根据项目指标要求,提出了出大功率毫米波回旋行波管高压脉冲调制电源的整体设计方案。为了降低设计难度,以及压缩变压器体积,本文采用4台逆变分机作为本文的高压电源部分,并且每台逆变分机单独由一台变压器进行功率传输。然后对逆变及逆变PWM信号的控制保护电路、调制器及其驱动保护电路分别进行了设计。对于大功率高压电源部分,首先从拓扑的工作原理及性能出发,简单叙述了选择移相全桥逆变器的作为本文电源部分的原因,并且在传统的移相全桥变换器拓扑的基础上对其作出了进一步的改进优化来提升其输出指标。主要做的改进包括采用了零电压开关技术和在逆变器的前后桥臂增加了辅助谐振回路。通过软开关技术降低了逆变器开关在开关过程中的损耗,而辅助谐振回路增大了软开关的范围以及电压调节的范围。对于高压脉冲调制器部分,首先从串联型全固态开关调制器拓扑出发并分析了传统的高压固态开关的驱动方法,结合各种方法的优点,提出了一种新的高压固态开关的驱动方式,极大降低了高压脉冲调制器的成本,很大程度上压缩了调制器的体积,并且提高了调制器的稳定性。最后本文对设计好的高压脉冲调制电源分别做了软开关实验、脉冲调制器驱动电路实验、高压脉冲实验以及整机打火保护实验,通过实验结果分析得到了符合设计要求的高压脉冲调制电源。本课题通过对大功率毫米波回旋行波管高压脉冲调制电源的大功率高压电源部分及高压脉冲调制器部分的设计及优化,使得设计出来的高压脉冲调制电源具有体积小、成本低、功率密度大、效率高、带载范围宽、脉宽和重频范围宽等优点,对大功率回旋行波管高效稳定的工作具有重要的意义。