直升机航空瞬变电磁法（Helicopter-borne Transient Electromagnetic Method,HTEM）是一种使用直升机作为飞行平台进行地质资源勘探的瞬变电磁方法,它有效克服地形复杂区域地面难以开展勘探的难题,具有速度快、勘探范围广、能力强等特点,在国际上获得广泛应用。近年来,随着科学技术水平的不断提高,HTEM在地质勘探领域迅速发展,对勘探仪器性能有了更高的要求,改善电流波形质量可以有效增强仪器系统的探测能力。通常用电流线性度、关断时间及关断后电流是否存在过冲及振荡来评价电流波形质量,关断电流波形与瞬变响应关系密切,关断电流的线性度差会降低HTEM系统分辨率;关断时间长短决定有效数据量,关断时间越短高频分量越丰富,有利于早期二次场信号提取,提高仪器的浅层探测能力;早期信号与浅层探测密切相关,当电流关断后存振荡与过冲时,早期信号因振荡的存在形成探测盲区,抽道起始点向后推移,浅层探测难度增加。本文针对关断电流的评价指标展开具体研究,采用快关断技术提高电流线性度缩短电流关断时间,提出了一套适用于瞬变电磁发射系统的IGBT缓冲保护电路参数优化方法,对电流关断后过冲及振荡进行有效抑制。本文具体研究内容如下:（1）针对电流关断后的波形线性度、关断时间、关断后过冲及振荡,建立航空瞬变电磁发射系统的基本模型,研究了影响关断电流线性度与关断时间的主要因素,利用高压钳位提高电流上升与下降速率,从而在大电流峰值下实现短时关断。根据电路的基本模型分析了电流关断阶段引起过冲及振荡的原因,在电流关断为零时刻结电容与缓冲保护电路的充放电带来发射电流关断后的振荡及过冲,并建立仿真模型,对其进行理论验证,建立数学模型推导关断电流与结电容和缓冲保护电路关系。（2）分析了电流关断时线性度与关断时间的影响因素,采用有源恒压钳位的方法提高线性度、缩短关断时间。设计并研制了一套具有输入保护功能的有源恒压钳位电源,该电源可调节高压输出范围0～1350 V,合理设计输入输出EMI滤波电路,解决了模块化电源噪声大的问题,将模块输出的纹波及噪声降至10m V以内,同时大幅度提高电源整体效率,最高可达95%,提高发射电流峰值,增大发射磁矩,为深层探测提供保障。（3）分析了关断电流过冲及振荡产生机理,提出了一种缓冲电路参数优化方法,该方法综合考虑了IGBT保护、电路品质因数以及缓冲电路损耗;此外针对开关管开启频率不同采用不同的缓冲电路,使用RCD对高频IGBT关闭后的电压尖峰进行抑制,提高电路可靠性,在满足开关器件保护条件下实现了瞬变电流在关断后拖尾振荡抑制。最后,通过研制具有混合缓冲功能的全桥逆变实验样机,在28 V/45 A发射条件下,将IGBT关断后电压尖峰从120 V抑制到60 V以内的,同时实现负载关断后反向过冲4.5 V,无振荡。应用于航空瞬变电磁发射系统进行野外实验,观察电流关断后波形无振荡,电流过冲为0.6A,电流关断阶段线性度提升。基于上述研究,利用有源恒压钳位实现快关断,相同峰值电流情况下与旧电源相比线性度提高、关断时间缩短了27%,提出了缓冲保护电路参数优化方法对过冲及振荡进行抑制,最后通过室内室外实验验证理论的可行性与准确性,本文的研究为今后浅层探测发射系统设计提供理论参考,有利于日后隧道勘察、浅层地下矿物质勘探。