脉冲电流源在工业和国防领域的应用日趋广泛,尤其是核物理、高能激光、电磁兼容、雷击试验以及电力电工等领域,对kA级高重复性脉冲电流源的需求呈逐渐增加趋势,如何保证其工作稳定性和输出重复性是近年来脉冲电流源的研究热点。目前,kA级脉冲电流源的工作稳定性多通过放电拓扑结构的冗余设计以及关键器件的降额使用来保证,对于输出重复性则通过低抖动开关研制和高精度触发控制系统设计来保证。这些方案不仅增加了脉冲电流源的成本和体积,还会导致设计的反复迭代和运维控制的不及时。针对上述不足,本文根据kA级脉冲电流源的高功率和高重频发展趋势,面向初始供电环节开展了基于并联供电的系统均流状态检测技术研究,面向储能环节开展了直流高压偏置下的电容量测试方法研究,以期利用先进测试手段为脉冲电流源的运行状态监测与优化控制,以及系统优化设计提供准确的入口参数,促进脉冲电流源工作稳定性和输出重复性的提升。本文的主要研究内容如下:a)研究了kA级脉冲电流源的基本理论和典型电路拓扑,结合kA级脉冲电流源的发展趋势和应用背景,分析了初始供电、中间储能以及脉冲成形与转换等环节对脉冲电流源工作稳定性和输出重复性的影响,指出开展初始供电环节过程监测反馈技术和高压环境下的储能电容器容量测试的必要性。b)通过对供电电源的开关信号建模与输出纹波频谱特性分析,构建了电源开关频率与输出功率的关系模型,提出了基于CNN+LSTM的微弱频谱特征识别方法。实验表明,该方法仅通过负载端的单点检测即可实现系统均流状态判断和支路辨识,避免了传统方法需在所有供电支路中部署传感器及线缆的弊端,极大地降低了检测成本和操作复杂度,为并联供电的kA级脉冲电流源工作稳定性检测与控制调节提供了一种有效的技术手段。c)提出了一种基于交变耦合注入的高压电容器容量测试方法,利用变压器的阻抗变换特性以及恒流源的输出保持特性,将被测电容器的容量变化与恒流源两端电压关联起来,实现了3k V直流高压偏置下电容量的安全隔离测试,突破了传统方法中直流偏置电压普遍在1k V以下的限制,且测量结果具有高准确度和可追溯性,并以1%的准确度精确测量了脉冲功率多层瓷介电容器的电容量随直流偏压的增加而降低的特性曲线,为kA级脉冲电流源储能系统的精确设计提供了技术手段和数据支撑。d)根据多层瓷介电容器的非线性特性,开展了高精度脉冲电流源放电回路设计,实现了峰值电流幅度为4kA～6kA,振荡周期分别为2.8μs、3.6μs、3.8μs、4.4μs的欠阻尼脉冲电流波形输出,脉冲电流峰值幅度及振荡周期的重复性均优于1%。搭建了kA级高重复性脉冲电流源性能验证评估系统,分析了储能电容器容量变化对脉冲电流源输出性能的影响,验证了高压电容器容量测试在脉冲电流源设计环节的显著支撑作用;探索了器件性能受限情况下脉冲电流二次放大方法,开展了基于等效安匝法的瞬态电流倍增技术研究,实现了幅度放大和波形特征高保真,获取了峰值幅度为20kA的过阻尼感应电流,峰值电流幅度和脉宽的重复性均优于0.2%,为kA级高重复性脉冲电流信号的获取提供了新思路。通过对并联供电电源均流状态检测、高压电容量测试以及瞬态电流倍增技术等共性问题的研究,为脉冲电流源的工作状态监测评估、储能系统精准设计与成本控制、以及器件性能受限情况下的脉冲电流二次放大等提供了理论和数据支撑。