纳秒脉冲电场消融要求在100 Ω负载上产生数千伏的纳秒脉冲，加快脉冲前沿有利于获得更窄的纳秒脉冲。提出了一种具有快速前沿的固态Marx发生器，在每级电路中插入一个电感，并且让放电管和充电管同时导通数十纳秒，等放电管完全开通后，关断充电管，对负载进行放电，以消除放电管和放电回路杂散电感对脉冲前沿的限制，获得具有快前沿的高压脉冲。搭建了32级Marx样机，实验中通过调节直通时间，在100 Ω的低阻负载上获得了电压上升沿35 ns、脉宽800 ns、电流186 A的高压脉冲。对比并分析了充电管和放电管直通时间对上升沿的影响，发现直通时间越长，脉冲电流的前沿越快。输出端的峰值电流最大可达186 A。表明该脉冲电压源可以有效地提高电流的输出，提高系统带载能力。该方案相比于传统的改进方法，提高了系统抗干扰能力的同时，也减少了所使用开关管的数量，降低了脉冲电源的成本。

为了进一步推广固态Marx发生器的应用，实现输出脉冲波形的直观显示，提高电压调节精度，缩短充电调压时间，有必要对固态Marx发生器的自动控制进行研究。以现场可编译门阵列（FPGA）作为控制器，将输出电压、频率、脉宽、过电流阈值等参数以及故障检测及指示直接显示在液晶屏上，实现可视化设置和调节，在固态Marx发生器的输出端并联分压电路和高速数模转换电路，对输出的高压脉冲采样，一方面用于闭环PID控制实现分段式快速充电和输出电压精准化调节，另一方面用于在虚拟示波器中实时显示输出脉冲电压的基本波形。此外，在电路中加入了故障检测和保护机制，迅速检测电路中出现的过温、过电流等故障并对其及时停机响应以保护脉冲电源和操作人员安全。在20级的固态方波Marx发生器样机中产生的重复频率方波脉冲电压波形表明，该样机已经初步实现自动化控制，并能可靠运行。

具有快速上升沿、低开关损耗的SiC MOSFET已逐渐在固态高压脉冲电源中使用。针对固态Marx发生器中的常见短路故障，分析了SiC MOSFET的过流损坏机制，提出了一种新型的带过流保护的驱动系统。该驱动系统不仅实现了宽驱动信号同步输出，同时能够在整个SiC MOSFET导通期间提供过电流钳制效果。驱动系统中的保护电路利用SiC MOSFET门极电压与漏极电流的关系，通过单个采样电阻和一对反向串联的稳压管将SiC MOSFET门极电压拉低的方式来限制过电流。实验结果表明：当开关管的导通电流较小时，虽然门极电压会有轻微下降，但是SiC MOSFET的导通阻抗仍然很低；而在过电流故障发生时，门极电压会被快速拉低，开关管的导通阻抗急剧上升，从而迅速将导通电流钳制在安全范围内。