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近年来,作为我国重要工业生产技术之一的焊接技术得到了快速的发展,对焊接工艺、焊机及焊接其他相关配套装备的要求也在不断提高。随着焊机使用的普及和批量生产,作为焊机主要构成部分的焊接电源的性能受到使用者及生产者的极大关注。通过对国内外弧焊电源的分类、特点和用途以及发展趋向的分析,指出焊接电源由模拟向数字化转变的必要性和软开关在其中的作用,从而提出本课题研究的目的和意义。本文对数字化焊接电源的概念和特点以及软开关电路的主要类型进行了分析和研究,确定采用的拓扑结构为全桥移相零电压零电流(Zero Voltage ZeroCurrent----ZVZCS)。首先,对ZVZCS软开关电路中每个时段的换流过程进行详细阐述,说明该电路中超前臂上的两个开关管能够实现零电压开通和关断,而滞后臂则处于零电流开通和关断的状态。其次,对电路中重要的电子元件参数进行计算并确定型号的选择,包括:IGBT、超前臂开关管上并联的电容及阻断电容、谐振电感和次级整流二极管。在确定上述电子元件参数之后,利用Orcad PSpice软件对ZVZCS电路进行仿真,输出并分析仿真波形。本文中,硬件部分是基于TI公司TMS320F2812型号的DSP芯片进行设计的。硬件部分的设计主要包括:焊接参数信号采集电路,即使用霍尔传感器采集焊接电流/电压信号并传送到DSP中的AD转换模块,由该模块对模拟信号进行处理并转换成为可供DSP处理的数字信号;IGBT驱动电路,主要由以KA962F驱动片为核心的驱动板构成,实现将DSP输出的PWM脉冲功率放大,驱动IGBT的开启和关断;供电电路部分主要包括:DSP供电、IGBT驱动板供电和送丝机驱动供电三个部分;基于MAX3221E芯片设计DSP与上位机通信电路,实现DSP与上位机通过RS232串口进行通讯;保护电路主要包括过/欠压、过流和过热保护电路三个部分;焊机智能启动控制电路部分,是围绕MFRC500射频芯片的主要功能进行开发的。本文软件部分的设计基于模块化设计理念,由整体到部分,通过DSP编译软件CCS3.3,对比并选取合适的控制算法,实现带死区的PWM波形输出;基于MCGS软件实现人机交互设计。最后,对系统的性能进行实验和调试,本设计性能稳定,基本达到预期的设计要求。