电源是等离子切割设备中的核心部件,电力电子技术是支撑现代等离子电源的核心技术之一。研究高效、稳定、可靠的等离子切割机电源对提高切割效率和切割质量具有重要意义。从等离子切割机电源的国内外研究状况、发展趋势出发,对等离子切割原理和等离子电源的整体框图进行了分析。针对等离子切割工艺流程,得出了等离子切割对电源的特殊要求。根据等离子电源的关键技术指标,确定了两路BUCK并联输出的拓扑结构。对主电路中电气元器件进行了详细的数学分析、计算和选型,并设计了适合本系统的缓冲电路。以改进的电路平均法和非线性离散建模法分别对BUCK电路进行了数学建模和仿真分析。根据电路平均法建模的仿真结果,在主电路中加入了补偿网络以提高系统的响应速度和相位裕度;根据非线性离散建模法分析结果,为主电路欠压、过压的软件设计提供了理论基础。以TMS320F28335为主控芯片完成了对本课题电源系统的电流闭环控制。设计了数字控制部分的硬件电路,编写了电源系统的控制软件,并给出了关键部分的硬件原理图和软件设计流程图。完成了等离子切割机电源的样机研制,并对其进行了实际测试。测试波形和数据表明:电流输出稳定,跟随性好,具有陡降外特性;电源控制板与气体控制箱及数控机床(Computer Numerical Control,简称CNC)之间的通信正常;切割过程中各状态转移符合切割手册的要求,各个模块之间协调正常,这为下一步产品化奠定了坚实的基础。