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为研制可靠性高、性能优越的波控逆变CO2焊接电源，本文对逆变电源的驱动电路、保护电路及以电弧为负载的逆变CO2焊接电源主电路仿真进行了研究。 在驱动电路设计中，首先对IGBT的工作原理、栅极驱动特性进行详细分析，在此基础上探讨了IGBT开关特性参数在栅极驱动中的影响，最后根据栅极驱动电路的设计原则，针对全桥硬开关逆变主电路，设计出IGBT模块驱动电路的拓扑结构，通过Matlab仿真验证了所设计的驱动电路拓扑结构的合理性，最后利用分立元件建立了全桥逆变电路的驱动电路，该电路满足IGBT开关特性驱动要求，为进一步提高驱动电路的性能打下基础。 基于软降栅压及软关断过流保护原理设计了IGBT过流保护电路，该电路在出现过流时，立即缓降栅压，利用IGBT承受短路电流时间延长这个阶段，判别真假故障电流，决定是否进行信号封锁。根据IGBT模块具体参数，计算选择保护时序；在保护过程中，电路具有封闭保持功能，能执行一个完整的降栅压和软关断保护过程；分析了栅-射极电阻在过流保护中的影响，该电路既满足了过流保护的时间要求，又保证了正常情况下IGBT栅极抗干扰能力。 针对硬开关全桥逆变主电路工作方式和参数研制了IGBT过压保护电路。首先分析了全桥逆变主电路的工作过程，阐明了RC缓冲电路对IGBT关断轨迹的影响。其次建立了全桥逆变主电路IGBT关断期间数学模型，为RC计算提供了重要数学依据；再根据电路的限制条件及具体主电路参数，求得合理开关轨迹下RC缓冲电路参数，最后构建了IGBT过压保护电路，该电路能够在IGBT的关断期间将浪涌龟压限制在电源电压以下。 针对基于IGBT的全桥硬开关波控逆变CO2焊机系统，建立了CO2焊机仿真模型，为分析经历短路、燃弧交替工作过程中的IGBT工作情况提供了研究平台。首先采用最小二乘法拟合了型号为SKM200GB123D的IGBT输出特性，建立了该IGBT的输出模型，仿真结果表明该系统可以针对IGBT不同的栅极—发射极电压输出对应的集电极—发射极电压和集电极电流的输出特性曲线。建立了CO2焊电弧非线性负载模型和硬开关逆变电源主电路的仿真模型，采用时代公司ZP7-500逆变CO2焊机的主电路参数设置了仿真模型中的元件参数，仿真和试验验证了所建模型的正确性。