随着科技的发展以及新兴产业的需要,脉冲功率电源得以迅猛发展,并被广泛应用在国防科技、民用工业等诸多领域。但由于脉冲功率具有持续时间短、峰值高的特点,在实际应用时易造成系统母线和脉冲储能单元电压的波动。因此,需研究高稳定性的脉冲功率电源,来减轻脉冲功率对系统的干扰,从而提高脉冲功率电源供电的可靠性。本文从典型脉冲功率电源的系统模型出发,对脉冲功率变换器和脉冲储能单元等关键组成部分进行了分析与设计。首先,根据脉冲功率的需求,设计了一种基于电感储能的脉冲功率变换器,并对其拓扑结构进行了分析,对其关键功率元件进行了设计。其次,本文对超级电容充电方式进行了讨论,提出了一种恒流限压的超级电容充电器,并以其为基础实现了基于超级电容的脉冲储能单元,从而降低了脉冲功率对母线的干扰。同时,为了进一步提高脉冲功率电源的稳定性,在典型的脉冲功率电源系统模型的基础上,引入了一种电流模式控制的电流源作为脉冲辅助电源,通过前馈控制实现其对超级电容的补电,以减小脉冲储能单元电压的波动。另外,采用可编程逻辑器件（FPGA）,结合增量式PID算法、RS422通信技术,以实现脉冲功率电源控制的数字化,建立了系统与上位机之间的通信。最后,在LTspice平台分别对无脉冲辅助电源的系统、含开环脉冲辅助电源的系统、含电流模式控制脉冲辅助电源的系统进行了仿真,验证了含电流模式控制脉冲辅助电源系统的稳定性优势,并以此为基础完成了高稳定性脉冲功率数字电源样机的调试以及功能验证,后而通过恒定脉冲频率变占空比测试和恒定占空比变脉冲频率测试进一步验证了该方案的可行性与可靠性。