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。

为了调节固态Marx发生器输出脉冲的边沿，提出了一种新型的的驱动电路，该方案通过调整充放电管的驱动电压，结合驱动电路的硬件结构，调节米勒平台时间，进而调整充放电管开通速度，实现了对于高压输出脉冲的边沿调节，其结构简单，不需要每级独立的控制信号。对于该电路中驱动电压和开关管开通速度的关系建立了模型进行了推导。结合理论分析结果设计了驱动电路的参数，仿真结果表明该驱动电路能够调节输出脉冲边沿。搭建带有设计参数下驱动电路的固态Marx发生器在容性负载下和阻性负载下进行了实验验证。利用该方案实现了对于6级Marx电路的3.6 kV输出脉冲在55～7.7 µs的边沿调节，验证了该方案的可行性，并对比分析了不同阻性负载对于脉冲边沿造成的影响。实验结果表明：该电路在提高固态脉冲电源的边沿调节性能方面有独特的优势。

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。