简述了脉冲功率技术的发展历程,指出了发展全固态重复频率Marx发生器的现实意义,综述了国内外在这一方面的研究现状,初步分析讨论了目前全固态重复频率Marx发生器的几种基本构型和关键技术。鉴于全固态重复频率Marx发生器的研制目标,重点研究了大功率IGBT组合控制技术、无源脉冲形成技术(即PFN和PFL)等,并模拟研究了几种线路结构的Marx发生器,根据设计指标对本课题需研制的Marx发生器进行了初步设计。模拟分析研究了组合开关的匀压、匀流技术,在此基础上,设计了基于栅极信号延迟和RCD均压缓冲网络等混合匀压技术的开关串联组件。触发控制板采用简易电路搭建,可输出8路触发光信号,输出延迟和脉宽均独立可调。驱动器设计方面,基于IGBT专用驱动芯片,设计了多种供电方式的驱动板,并最终选用了变压器供电方式的驱动板作为串联开关的驱动器。所设计的8只小功率IGBT串联的组件在4kV电压下以1kHz的重复频率输出了多个脉冲,脉冲一致性好,输出电流高达360A。PFN设计方面,借助电路仿真软件,对几种类型的PFN进行了优化设计,得到了3种较好的PFN。优化设计兼顾了工程实现和输出脉冲的要求,因此可根据实际条件及需要选用其中任意一种。文中选择了一种实现较容易、输出脉冲也较好的PFN进行了实验,实验结果进一步验证了仿真模拟结果。所设计的PFN在充电电压为4000V时,得到了电流200A、纹波系数4.5%、脉宽为1100ns、上升沿100ns、下降沿290ns的脉冲。对PFL也进行了初步的实验研究。模拟研究了几种Marx发生器线路结构,最终选择了基于PFN的线路结构。对基于PFN的Marx发生器进行了改进设计,增加了故障开关的保护功能。在此基础之上进行了全系统的初步设计。