随着人们物质生活水平的提升,消费者对食品安全及质量的要求也越来越高,高压脉冲电场灭菌技术(PEF)作为非热力灭菌技术凭借其灭菌时间极短、能耗低、温升小、无污染、穿透性好等优点获得了实验室的广泛研究。但用于液体(牛奶、啤酒等)灭菌的双极性高压脉冲方波装置还是极少的,本文为液体灭菌试验研制了一款能产生双极性方波的高压脉冲发生器,并且该发生器还能实现脉冲重复频率、脉冲宽度、脉冲幅值三项均可调。本文首先介绍了以灭菌技术为背景的高压脉冲电场灭菌技术(PEF)及其所需的各部分装置,并对其中主要部件——高压脉冲发生器进行了国内外研究现状分析。通过对目前常见的脉冲发生器工作原理和拓扑结构的分析,确定了本套装置的基本原理基于Marx电路。同时通过对目前常见开关器件的分析,确定了本套装置选取IGBT模块作为开关器件。进行了脉冲发生器整体结构框图的设计,脉冲发生器由主电路和控制电路组成,主电路由高压直流电源、脉冲形成电路、处理室(负载)组成;控制电路由信号发生电路、大功率IGBT驱动电路组成。对主电路进行设计,通过对现有双极性电路相关技术的研究,提出了两种新型双极性脉冲形成电路,将电路中开关元件耐压值、损耗量及输出电压降落进行比较,选出最适合的双极性脉冲形成电路。制定了脉冲发生器的系统性能参数指标,对脉冲形成电路各部分器件进行计算选型。通过主电路结构仿真分析,确定脉冲发生器的输出功率及高压直流电源相关参数,并完成高压直流电源的设计。对控制电路进行了设计,选取了FPGA作为主控芯片。针对脉冲放电结束后的脉冲拖尾现象,设计了阻容性负载残余电荷的放电回路,并对各个开关进行可控的编程设计。还进行了大功率驱动芯片的选取和外扩电路设计,连接了主电路与控制电路,并将光纤隔离用于强弱电间隔离设计。