PFN-Marx发生器兼具Marx结构紧凑、输入电压低、高压时间短、绝缘压力小的优点和PFN输出波形质量高的优点,是高功率微波技术领域脉冲功率驱动源小型化发展的重要技术手段之一。云母电容器作为一种性能稳定,温度特性好的高压脉冲电容器,具有外形可塑性强、绝缘强度高、全固态等特点,为PFN-Marx发生器实现固态化、紧凑化、可靠工作提供了一种新的选择。本文首先设计并搭建了云母电容器测试平台,对云母电容器的内感、使用寿命等脉冲放电特性开展了测试研究。其次通过理论分析及仿真模拟,研究了PFN-Marx输出波形特性,并提出了一种PFN-Marx发生器波形调制方法--单级网络调整方法。最后依据单级网络调整方法,设计并搭建了一台基于云母电容器的5级2节PFN-Marx发生器,并开展了实验研究。论文的主要工作和结果体现为以下几个方面:1、云母电容脉冲放电特性研究基于同批次同型号云母电容内感大致相同这一假设,采用短路放电法对云母电容内感进行测量。实验结果表明,采用两个电容串联和两个电容并联的方式,所测云母电容内感均约30 nH。设计并搭建了云母电容寿命测试平台,制作了Marx和变压器一体化的小型触发器。实验研究了测试平台变压器原边绕组接法对平台工作稳定性的影响,解决了测试平台磁芯变压器饱和造成的充电不稳定现象。在充电50 kV、重频10 Hz水平下,分别采用连续产生1500个脉冲和5100个脉冲两种模式对9个云母电容样品进行测试。实验分析了电容容量C、温度T、损耗角正切值tgδ与放电次数的关系。实验数据表明,所测电容的C、T和tgδ随放电次数增多而增大,在两种模式下所测云母电容器平均寿命可达6万次以上。另外,通过云母电容寿命测试,还对三电极触发开关进行了实验研究,实验表明,在对开关进行换气、更换触发针等维护下,开关可稳定工作超过50万次。2、单级网络调整方法研究基于典型的PFN-Marx发生器模型,理论分析了改变PFN-Marx发生器中一级网络电容参数对输出电流的影响,利用电路仿真软件,模拟研究了PFN-Marx发生器第一级网络的各个节电容大小对输出波形的影响,提出了单级网络调整方法。模拟分析了调整方法对多级PFN-Marx发生器的适应性、调整网络节电容数、调整网络在PFN-Marx发生器中位置和调整网络节电容总容量的影响。分析结果表明:单级网络调整方法适用于多种PFN-Marx网络形式;调整级节电容数越多,波形调制越容易;调整级置于发生器中任一级输出波形均一致;各级节电容总容量需大致相等,否则在节电容上将出现高压振荡。根据分析所得结论,本文给出了详细的调整步骤。3.PFN-Marx发生器结构设计及研究依据调整方法,设计了两个调整型3级和5级2节PFN-Marx发生器模型,搭建了相应的实验模型,开展了低压实验研究。实验获得了前沿约30ns,平顶约110ns的准方波脉冲。低压实验验证了调整型PFN-Marx的技术可行性之后,又基于新型云母电容设计了一台可输出百千伏级的5级2节PFN-Marx发生器,实验中获得了80kV,150ns的准方波脉冲输出。