随着电力电子和智能控制技术的快速发展,数字化控制日益成为焊接电源发展的主流趋势。为了提高电源效率,数字化控制的柔性化特点给焊接电源的多功能性设计提供了极大便利,软开关技术也得到了广泛应用。数字化多功能焊机(Digital Multifunction Welding Machine)利用数字信号处理器/控制器强大的数据处理和高速响应能力,使焊机集多种焊接方式于一体并通过软件实现数字化控制。在此背景之下,本文设计一种以数字信号控制器dsPIC30F4011(DSC)为核心的数字化逆变式多功能脉冲TIG焊机,具有直流/脉冲TIG和MMA连续/断续焊四种功能。首先,本文叙述了数字化逆变式多功能脉冲TIG焊机的主电路拓扑结构及工作原理。主电路主要由以下组成：LC共模/差模干扰滤波电路、输入整流滤波电路、IGBT逆变电路、中频变压器、输出整流滤波电路等。逆变回路采用软开关全桥逆变形式,逆变器选用韩国DAWIN公司生产的IGBT专用模块作为开关器件,逆变频率设定为20kHz。其次,本文设计了数字化逆变式多功能脉冲TIG焊机的控制系统,主要包括控制系统硬件设计和软件控制流程。硬件电路主要包括主控电路、驱动电路、显示电路和电源电路等。主控电路以dsPIC30F4011为核心实现参数设置及显示、焊接过程控制、数字化PWM脉宽调制、全数字化PWM/PFM无缝切换、电压/电流信号采样及A/D转换和故障保护等功能。驱动电路采用脉冲变压器隔离电路结构。显示电路以智能显示驱动芯片HD7279A为核心完成参数显示和按键操作。电源电路设计采用三端单片TOP227Y的双路输出开关电源。软件部分采用汇编语言编写程序,主要包括初始化程序、焊接主程序、PWM控制程序、全数字化PWM/PFM联合调制小电流接触引弧控制程序、PI算法、参数预置及显示、软件抗干扰程序等。最后,对焊机进行调试,测试了IGBT控制时序及驱动信号。在实际焊接过程中利用示波器高压探头和互感器测得了逆变回路中电压/电流波形。在焊条电弧焊方式下,用铸铁电阻作为假负载分别测得了连续焊和断续焊外特性曲线,动特性响应令人满意。选择TIG焊接方式,针对PWM/PFM联合调制以实现小电流接触引弧,同等条件下与划擦引弧及高频引弧做了对比,结果理想。同时通过霍尔电流传感器对脉冲TIG焊输出脉冲波形进行测试,波形规整。另外,对于焊接过程中出现的问题,本文也做了相关分析,以供今后数字化多功能逆变焊机的发展作为参考。