近年来水污染日益严重,随着脉冲功率电源技术的迅速发展,污水处理和灭藻也成为它新的应用方向,这就对脉冲电源的提出了新的要求,更加快速的上升沿,特定的脉冲峰值,特定的脉冲能量,以及紧凑的结构设计,在这样的背景下,本文展开了对新型结构的纳秒级脉冲电源的研究。首先说明了灭藻用脉冲电源的设计思路,提出了一种Marx发生器和磁开关相结合的拓扑结构。利用Marx发生器产生百纳秒级的初级脉冲,再利用磁开关的功能对初级脉冲整形,实现纳秒级高压脉冲。改进传统Marx发生器的充电结构,并对充电回路建模,分析充电过程,总结出不同充电系统的影响。对放电过程进行计算,建立带有负载的放电回路模型,分析不同负载对Marx发生器性能的影响。研究了磁开关的工作特性,就脉冲陡化和脉冲压缩两种不同应用,分析由其构成的脉冲整形电路,总结饱和过程对脉冲上升沿的影响。根据计算结果确定电路参数,用PSPICE对Marx发生器的充电和放电过程仿真,分析各元件参数对脉冲上升沿、充电效率、脉冲峰值等的影响。利用PSPICE编辑器件的功能来建立磁开关的模型,仿真分析磁开关的整形效果。在此基础上对脉冲电源的进行单次脉冲和重复频率脉冲的仿真分析。最后对晶闸管的同步驱动电路进行设计,采用ATmega8作为控制器进行硬件和软件设计,并阐述了与激光实验室联合实验时,毛细管放电的实验结果。本文在上升时间短、紧凑化结构的脉冲电源应用和需求日益增长的形势下,开展一种新结构脉冲电源的设计工作。用仿真分析的方式证明了这种结构的可行性,为纳秒级脉冲电源的研究工作作出部分贡献。