随着工业生产技术的不断发展,现代工业生产对焊接工艺提出了更高的要求,同时也对焊接电源设计提出了更大的挑战。为满足工业生产技术的需要,焊接电源逐渐向高频化、高功率密度化和模块化的方向发展。在高频化的发展趋势下,如何减小焊接电源的IGBT损耗,降低IGBT温升,保证电源的效率和可靠性,成为焊接电源的研究重点。IGBT作为高频焊接电源的核心器件,其功率损耗是焊接电源损耗的重要部分,由IGBT等开关管和功率二极管损耗过高而引起的过温失效是最常见的、最易发生的失效形式。由IGBT功率损耗带来的结温问题直接决定了开关管的可靠性,从而影响焊接电源整机的可靠性。IGBT损耗的精确计算和测量是开关电源设计的难点之一。基于高度等效的IGBT模型,通过专业的电热仿真工具可以得到较为准确的损耗仿真数据。除此之外,温升实验是间接测量IGBT损耗的常用方式。通过IPOSIM仿真工具对不同容量的IGBT,不同输入电压、电流情况下的IGBT进行损耗仿真和温升实验,得到IGBT容量与损耗之间的关系,以及电压电流和IGBT损耗之间的关系。并分析得到杂散电感与IGBT损耗之间的正相关关系,为焊接电源IGBT的选型提供了参考依据。为扩大焊接电源的输出功率,采用ISOP和IPOP拓扑结构,通过对两拓扑电路进行损耗仿真和温升实验,获得两拓扑结构的IGBT损耗对比结果,根据损耗结果选择更低损耗的拓扑作为焊接电源扩大功率的拓扑结构。通过对电压模式和电流模式的焊接电源进行数学建模,从数学模型的角度对两种控制方式的控制对象进行对比分析,并通过控制对象的伯德图得出电流型控制方式自身具有少一个低频极点的固有特性,因而具有更优的动态性能。通过MATLAB/SIMULINK软件搭建闭环模型,设计出合适的PI参数。搭建基于电流型控制的ISOP样机,验证电流型控制方式的动态性能优势。