气保焊因高效节能、焊接成本低、可进行全位置焊接以及易实现焊接自动化等优点在工业制造中得到广泛的应用,但存在焊接飞溅大和焊缝成形差等缺点却一直没有得到很好的解决。本文研究一种基于dsPIC30F4011的气保焊机,具有焊接飞溅小、焊接成本低、工作性能稳定以及精确的时序控制等优点,具有较大的科学研究价值和工业应用价值。主电路设计包括三相输入整流滤波电路、全桥逆变电路、主变压器设计以及输出整流电路。通过详尽地分析与计算,对整流桥模块、输入滤波电容、功率开关管和输出整流二级管进行合理地选择。针对IGBT硬开关损耗大和电磁干扰严重的弊端,全桥逆变电路采用软开关设计,使超前臂为恒频调脉宽实现ZVS,滞后臂为恒频恒宽实现ZCS,提高了焊机整体性能。主变压器设计是重点和难点,从磁芯材料选择、磁芯形状的选择以及线圈绕组设计三个方面进行了全方位地分析与设计,确定了变压器磁芯型号为纳米晶磁芯ONL-1308040,并计算出线圈匝数、股数和股径等。控制电路选用dsPIC30F4011作为主控芯片,实时监控焊机的工作状态和精确的时序控制。设计了DSC最小系统、波形控制系统和数字化送丝系统等。此外还设计了采样电路和供电电源电路等外围电路。其中针对气保焊机焊接过程中飞溅大的问题,设计了双闭环波形控制电路使熔滴平稳过渡,减少了焊接飞溅产生;为了使送丝机平稳可靠的工作,设计了数字化送丝系统,硬件电路设计包括气阀驱动电路、送丝机速度反馈电路、可控硅整流输出电路、焊枪开关和点动送丝电路等,配合软件程序可实现送丝速度稳定和精确的时序控制。脉宽调制电路以UC3846为控制核心,设计了良好的外围控制电路以及不可或缺的故障保护电路,实现了峰值电流控制模式。根据设计的DSC硬件电路进行了相应的软件程序设计,软件程序采用模块化设计,包括程控软件设计和数字送丝软件设计。因为逆变焊机工作在高频状态下易受干扰信号影响,进而对DSC控制系统正常工作产生影响,所以本文采取不同的硬件、软件抗干扰措施,极大地提高了焊机的抗干扰能力。最终设计的样机工作频率为20k Hz,额定输出功率为19k W,并对其进行波形测试和分析。