焊接技术随着其装备改进和工艺创新,被广泛应用于汽车、铁路和船舶等重要领域。焊接电源作为焊接装备的核心,是当代焊接领域的重要研究方向之一。目前,市面上多数的焊接电源工作于传统脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制方式下,开关器件工作在硬开关状态,严重的开关损耗限制了电源效率的提高,且伴随着很大的di/dt和du/dt,带来了严重的电磁污染。其余大部分焊接电源采用移相全桥软开关拓扑结构,存在着副边占空比丢失,轻载下容易失去ZVS等缺陷。为改善当前焊接电源的不足,本论文设计了一套适用于脉冲熔化极惰性气体保护焊(Metal Inert Gas Welding,MIG)领域的全桥LLC谐振式并联大功率数字化焊接电源系统,并对其原理和应用进行研究。论文首先分析脉冲MIG焊的工作原理、焊接电源的工作特性以及铝合金焊接特性。基于分析,提出了脉冲MIG焊电源系统的多模块并联的主电路结构方案和基于ARM芯片STM32F103RBT6的CAN总线通信技术的控制系统方案。对全桥LLC谐振变换器的工作原理和过程进行了论述,突出其优点和特点。并进一步分析了全桥LLC谐振变换器的多种工作状态及工作模态,特别地针对焊接过程,确定不同焊接阶段变换器可能所处的工作模态,并分析其原理和特点。设计全桥LLC谐振变换器的硬件电路。根据脉冲MIG焊电源系统需求,计算主电路元器件参数并选型。建立谐振变换器的仿真模型,通过仿真实验,验证了设计的主电路满足焊接过程中不同负载和增益的要求,探究了焊接过程中LLC的工作模态变化,验证全桥LLC主电路的可行性。完成控制系统软件设计,实现脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)控制信号输出和防积分饱和闭环PI控制,实现脉冲MIG焊电源系统的焊接时序控制和故障保护控制。通过CAN通信实时传输指令来实现脉冲电流的切换控制。对所研制的全桥LLC谐振式并联大功率数字化脉冲MIG焊电源系统进行模拟负载及焊接工艺试验。试验结果表明,LLC谐振变换器能工作于预设的理想的工作状态和模态,实现理想的转换效率。焊接过程能实现焊接时序的全数字化控制,且焊接过程稳定,焊缝成形良好,说明全桥LLC谐振式并联大功率数字化脉冲MIG焊电源系统的可行性。