逆变焊接电源具有很大的发展潜力，这是因为新的变换技术、新的电子器件、新的磁性材料、新的软件和新的控制理论不断地出现并且应用到焊接电源的缘故。新的拓扑理论和新器件的出现使得逆变焊接电源技术日趋成熟、可靠、经济、适用，这就使得逆变焊接电源具有更强的竞争力，其应用也更为广泛。本文回顾了逆变弧焊电源的发展和现状，指出了我国逆变弧焊电源发展存在问题和对策。在我国生产的产品,它们的可靠性和稳定性差以及返修率高等问题一直制约着它的生产应用和进一步发展。本次设计研制出的逆变弧焊电源具有性能价格比高、体积小、重量轻、损耗小、效率高、可靠性高、抗干扰能力强、稳定性好、静差小、动态响应快和功能齐全的优点。因此，我的研究工作主要集中在以下几个方面：1.逆变式开关电路按照开关管的个数以及连接的方式又可以分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式。其中单端式仅使用一个开关管，推挽式和半桥式各采用两个开关管，而全桥式则采用四个开关管。而对于输出功率较小的弧焊电源，一般采用单端正激式变换器，因为它具有许多的优点。正激式变换器在中小功率场合有着广泛的应用，其中几种磁复位方式又各有优缺点。对焊接电源而言，双管正激式拓扑是最为恰当的磁复位解决方式。这种方式不仅大大提高了焊接电源的可用功率，还解决了大功率电源的的安全工作问题。根据双 IGBT 单端正激变换器的工作原理，本文设计并计算出该电路所需的电路参数；利用 Pspice 软件所提供的器件模型对变换器电路进行了电路仿真，仿真试验验证了本次设计可以满足输出需要，为后继的电路设计提供了依据。2.因为主电路工作在高频开关状态下，所以采用 PWM 集成块可以优化控制电路的设计，提高控制电路的可靠性和实时性。在充分考虑各种影响因素的基础上，采用状态空间平均法推导出了控制到输出的小信号传递函数，求出了整个系统的开环传递函数，在全面分析补偿网络的基础上，选出了合适的补偿网络形式，利用自动控制原理和 D.Venable 的 K Factor 准则设计了整个控制系统，最后用 Matlab 对控制系统进行了开环和闭环仿真，达到了设计要求。3. IGBT 的驱动模块选用了 EXB841，并且进行了大量的理论分析和实验研究，解决了 EXB841 在实际应用中出现的问题。对于本次设计所用的功率模块设计了合适的外围电路，使驱动脉冲的形状符合要求，并且在设定的电流下实现了过流保护—慢降栅压，即开关管承受的正向驱动电压为 15V，反向截止电压为-5V，当流过开关管的集电极的电流超过 100A 时，加在栅射两极间的驱动电压逐渐减小经过 10us 左右降为零。这种慢降栅压驱动电路延长 70<WP=75>吉林大学硕士学位论文了开关管允许的过流时间，并且减小了开关管关断时的电压过冲，避免擎住现象的发生，使 IGBT 可靠地工作在高频开关状态，提高了整个系统的瞬态响应速度。4.为了提高弧焊电源工作的可靠性和稳定性，设计了各种保护电路，严密监视整个系统在工作中出现的各种情况，及时采取措施避免设备受到损坏。并且对整个系统的可靠性和抗干扰能力进行了理论分析和实践，采取减小干扰源，切断传播途径，屏蔽被干扰源的方法增强系统的可靠性和稳定性。布局整个系统的时候，使强干扰源远离对干扰敏感的器件，器件之间的连线用屏蔽线，IGBT 的驱动线用绞合线并且尽可能的短等，在设计 PCB 时，全方位考虑了 EMI 问题，采取措施使控制板中的各种信号线尽可能的互不干扰，使整个系统的驱动脉冲和工作时序按计划进行，大大地减少了电源各处的杂波和尖峰电压。实验的结果证明本次设计所做的理论分析和在实践中采取的措施是完全正确的。