钢轨焊接作为铺设无缝线路的重要环节,其焊接质量是铁路行车安全的保障。国内外现有焊接方式以趋于成熟,但在道岔焊接中仍存在不足,故有必要在钢轨焊接领域引进新的焊接技术及方法,电子束焊以高能量、高效率等优点在航天航空领域得到广泛应用,且国外已有公司已成功开展钢轨电子束焊的研究。因此,研究总结国内外电子束焊关键技术高压电源的发展及现状,提高电子束焊高压电源的稳定性、高效性及智能化控制,有助于其在钢轨焊接领域得到极其重要的工程推广。本文研究设计一套基于DSP+FPGA控制的全桥LLC谐振逆变式新型电子束焊用高压电源系统,主要包含了主电路和控制电路两部分。主电路由低压逆变调压,高压升压及硅堆整流电路组成。低压逆变调压电路将380V三相交流经整流滤波、BUCK调压以及全桥逆变后,输出频率可调,电压可调的交流电,此交流方波电压再经LLC谐振电路输入到放置在油箱内的高频高压变压器;高压升压及硅堆整流电路将低压交流电压升压后,再经高压硅堆整流滤波电路,最终输出DC60kV高压加载到电子枪。文中对主电路中的主要元器件进行了参数计算和选型,并在Simulink平台上搭建仿真模型对其进行了模拟仿真,仿真结果表明设计方案的合理性。控制电路以DSP+FPGA为核心,采用BUCK调压与全桥谐振调频的混合控制策略,实现高压电源的调节与控制。高压输出信号通过分压采样电路采样,经传感器得到高压反馈信号,首先对高压反馈信号经FPGA进行故障判别,对无故障电压电流信号进行AD转换,再将转换结果送至DSP中进行PID运算得到占空比可调、频率可调的PWM分别驱动控制BUCK电路、全桥逆变电路,控制主电路中IGBT的开通与关断,实现闭环控制,进而实现高压电源的快速调节和稳定输出。结合电子束焊高压电源系统的工作过程及本文提出的控制方法及控制策略设计编制了电源系统的主控程序和子程序。文中详细分析了AD采样程序、PID调节程序、PWM驱动程序以及通信程序,并给出了程序流程图及部分关键程序代码。文中对控制电路各模块进行了软硬件联调,调试结果表明控制电路满足电子束焊高压电源系统的设计要求,且性能稳定。最后搭建电子束焊高压电源系统原理样机并进行调试,试验分析结果表明:本文所设计的电子束焊高压电源系统基本满足预期的技术参数,能够满足钢轨焊接的要求。