脉冲功率技术广泛应用于环境保护、食品工业、军事、工业加工等多种领域，这些应用领域要求脉冲功率电源具有较高的重复频率。脉冲功率开关是重复频率脉冲功率电源的关键器件。气体开关的寿命较短、重复频率较低，而半导体功率开关具有寿命长、重复特性好、损耗较低等优点，在重复频率脉冲功率电源中呈现出逐步取代气体开关的趋势。新型半导体功率开关－反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor，RSD)基于反向触发原理，是脉冲功率装置的理想开关元件。本论文紧密围绕RSD重复频率脉冲功率电路建模及仿真、高压电容充电电路设计、磁开关技术以及RSD脉冲功率电路结构等问题进行了系统深入的研究。介绍了RSD的基本结构，描述了RSD脉冲功率电路的工作过程。现有的RSD极限电流计算公式只适用于波形为方波和标准正弦波的脉冲电流。基于I2t概念，推导了适用于各类脉冲放电电流波形的RSD极限电流计算公式。完成了RC线性充电、LRC谐振充电、IGBT串联谐振充电等高压电容充电电路的分析、设计及试验，并应用于RSD重复频率脉冲功率电路。LRC谐振充电电路可以获得较高的频率，但是大电流充电脉冲可能影响元件的寿命。提出了应用于RSD脉冲功率电路的LRC谐振升压充电电路，放电电压小于5kV时，可以替代升压变压器。推导了放电电容C的稳态电压U的计算公式。理论计算结果表明，U随C的电容值的增加而减小，当充电回路电感L从5μH增加至100μH时，U增加约12%；当充电回路电阻R从0.01增加至0.1时，U下降约10%；放电回路电感L0从0.06μH增加至2.4μH时，U增加约40%；当放电回路电阻R0从0.01增加至0.1时，U从4kV下降至1.1kV。U下降约73%。C=9.4μF时，理论计算得到U为1.3kV，实验得到U为900V，为直流电源E0的3倍。实验波形分析结果表明，晶闸管和整流二极管的关断时间太长是造成实验电压低于仿真值的关键因素。IGBT高频恒流逆变充电方式的充电速度快，电流稳定，但是系统复杂，成本较高。分析了RSD的直接预充、谐振预充和变压器升压预充等三种预充电路。直接式预充电路结构简单，预充电压、电流调节非常方便，但一般只适合应用在RSD的单次开通；谐振触发方式适用于RSD重复频率脉冲功率电路；变压器触发方式更适用于电压高于10KV的RSD开关的触发。介绍了磁开关的基本原理。计算了磁开关的动态电感与电流的量化曲线,建立了磁开关动态电感模型。设计了磁开关的消磁电路。在SABER-MATLAB协同仿真平台建立了RSD脉冲功率电路模型。计算结果表明，主回路电阻负载在0.01-1变化时，RSD预充时间tR变化很小，主回路电感和1以上的主回路电阻对RSD预充时间影响较明显，计算结果与实验结果最大误差为5%，表明低压实验结果通过仿真计算，可预测较准确的高压实验的tR。RSD的单次10KV脉冲放电测试的电流峰值为114.5kA，RSD最大功率为52MW，总损耗为4.5kJ，占释放能量80kJ的5.6%。3.1kV单次试验的电流峰值为6.5kA，di/dt约为1.3kA/μs。设计了RSD高重复频率脉冲功率电路。连续重复频率模式的工作电压为2.4KV，当重复频率为10Hz时，连续放电5000次；当重复频率为20-60Hz时，分别连续放电1000次。RSD输出电流峰值为2.44kA，脉宽为9μs，工作频率从10Hz增加至60Hz时，输出电流从2.44kA下降至2.21kA，变化率为4.5%。测试了RSD的长期工作特性，分别进行了放电频率为10-50Hz的长时间放电实验，放电电压为460V。10Hz的RSD电流峰值为1.4kA，脉宽为18μs。测试时间总长度为497分钟，累计放电次数为71万次。理论分析及实验结果表明，基于RSD的高重复频率脉冲功率电路的优势是较好的稳定性，可同时满足高频率、高功率、窄脉宽等要求。