本论文在传统的Marx电路基础上,结合半导体开关器件的优势,提出了-种新的电路拓扑——双极性脉冲电压叠加器,并将串心磁环变压器与电压叠加器结合起来,设计了一套新颖的高频快脉冲功率源,可产生正负双向脉冲,其输出频率、脉宽、正负脉冲之间的死区都可调。文中对此脉冲电压叠加器的研制过程和实验结果进行了详细的介绍。论文开始部分对传统的和新型全固态器件的Marx发生器进行了详细的原理分析,阐述了固态Marx发生器的特点。在此基础上提出了新的电路拓扑,采用了经典的半桥结构来简化放电电路；并提出了相应的串心磁环变压器充电的方法,解决了充电回路和放电主回路的隔离问题。本文还对电源的主放电开关管、储能电容、串联谐振充电回路等相关参数进行了详细计算。分析了主放电开关管MOSFET的开关特性和驱动特点,采用简单实用的脉冲变压器隔离驱动,有效地抑制了高频快脉冲条件下的电磁干扰。然后分析了21 kHz重频运行时的实验结果,结合PSpice电路仿真结果,研究了输出脉冲上升沿和下降沿的影响因素。最后计算了双极性脉冲电压叠加器在重频运行时的系统效率该电源经过了测试,达到了预期的指标。在50Ω阻性负载条件下,脉冲电压叠加器的输出电压为正负2 kV、脉宽200 ns、上升沿37 ns、下降沿50 ns、正负脉冲之间的死区40 ns。重复工作频率为21 kHz,系统运行效率为80.35%,系统长期运行稳定可靠。最后也对该电源的优化设计方案进行了展望。