随着脉冲功率技术在科研和工程领域的应用日益广泛,对高压脉冲电源的要求也向着高电压、大电流、长寿命、低延迟和抖动的方向发展。它在工业、医学、环境工程、军事以及科学实验中都有着广泛的应用。通过对Marx发生器的原理和场畸变开关的理论研究,详细分析了Marx回路参数以及场畸变开关各个参数对高压脉冲电源输出波形的影响,为设计一台420kV高压脉冲电源奠定了理论基础。本文首先对Marx电路充放电过程以及场畸变开关理论进行分析,得到了恒流充电效率公式以及负载从Marx发生器获得高功率的方法。设计了一种场畸变系数大且使用寿命长的场畸变开关,并利用Maxwell软件对其进行电压分布和电场分布的仿真,得出了场畸变开关导通前后的场强分布的变化以及是否符合绝缘性要求。设计了一套基于Marx发生器理论的420kV高压脉冲电源,并设计了直流充电高压电源、电源柜以及触发电路。利用Multisim对设计的Marx电路进行仿真分析,得出在不同回路电感大小以及负载阻抗大小情况下的输出波形。根据之前的计算和仿真数据,研制了一台420kV高压脉冲电源,分别在负载为200Ω水电阻和30Ω水电阻+高压解体装置情况下,对所设计的高压脉冲电源进行了测试,实验结果与之前的仿真结果符合的很好。最后对所做的工作进行了总结,分析了该高压脉冲电源的优缺点以及下一步的改进方法。