高功率开关是脉冲电源的关键部件。两电极气体间隙开关具有通流能力大、转移电荷能力强的优点,在高功率脉冲电源系统中得到了广泛的应用。Marx发生器能产生上升时间短,幅值高的冲击电压,适合于两电极开关的精确放电控制。本文通过理论研究和仿真计算,为神光III能源模块中的气体火花开关设计一套触发电压高、上升时间小、低抖动、安全稳定的紧凑型Marx发生器触发系统,并通过实验和测量验证了触发系统的性能。通过对快上升时间Marx发生器的的相关理论研究,本文从气体开关触发系统的输出脉冲电压波形的要求(脉冲上升时间小于30ns,峰值约为120kV)出发,设计了Marx发生器的内部结构和一套外部充电触发模块。内部结构的设计主要包括原件的选取,电路参数的计算以及场畸变开关的静电场仿真几个部分。外部充电触发模块的设计包括电路设计和元件及结构布置。对内部主要参数进行计算,用Atp软件建立仿真模型,仿真出Marx发生器的空载输出波形,和外接水电阻分压器后的输出波形,反映了输出脉冲的上升时间,幅值,脉宽等信息。仿真结果表明,空载时候输出电压的峰值为154kV,上升时间为12ns,均满足设计要求。在实验方面通过测量和计算,可以看到Marx发生器的输入电压达到了设计要求,每一级电容器组的充电电压可以达到20kV;用硫酸铜分压器测量输出电压的幅值为140.6kV,上升时间为13ns,与仿真结果相吻合,符合神光III能源模块主开关对触发器的输出波形的要求。通过实验比较选取干燥空气作为Marx发生器的内部绝缘气体,并设定内外压差为110kPa;进行Marx发生器放电稳定性实验,并针对工程应用中的绝缘隐患,对开关结构进行改进,进一步提高了可靠性。