1.系统构成

直流逆变式弧焊电源的基本原理如图2-13所示，它包括了一次整流滤波、逆变器、变压器、二次整流滤波和控制电路四大部分。一次整流滤波PWM控制的逆变器将直流电压U_in变换为中频交流电压U₁，通过中频变压器将U₁降低为U₂，二次整流滤波后获得直流电压U_o。输出电压/电流的调节是通过电压/电流采样和反馈控制电路实现。

2.逆变电源的基本工作原理

将直流变为交流的过程称为逆变（相对整流而言），实现逆变的基本方法是通过电子开关将直流电转换为交流电。四只功率电子开关S₁、S₂、S₃、S₄构成逆变器主电路，将中频变压器和二次整流滤波用负载Z表示，如图2-14所示。图2-14a中，S₁、S₃导通，S₂、S₄截止，逆变输出电压U₁＝+U_in，电压波形如图2-14d的t₀～t₁期问；图2-14b中，S₁、S₃和S₂、S₄全部截止，逆变输出电压U₁＝0，电压波形如图2-14d的t₁～t₂期问；图2-14c中，S₁、S₃截止，S₂、S₄导通，逆变输出电压U₁＝-U_in，电压波形如图2-14d的t₂～t₃；图2-14d的t₃～t₄期问重复图2-14b的状态。逆变电路按图a→图b→图c→图b→图a的顺序循环工作就可得到一系列的正负交替的电压波形，就实现了将直流变为交流的逆变过程。

中频变压器和二次整流滤波器将逆变后的中频交流电U₁降压并整流为直流电压U_o，如图2-14e所示。由t₀到t₄完成了一个完整的逆变过程，这个时问也就是逆变周期T；t₀～t₁或t₂～t₃期问是负载通电时问，这时问也称为脉冲宽度t_p。直流输出电压U_o为：

U_o＝（U_in/n）（2t_p/T） （2-8）

式中n——变压器的降压比。

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图2-13 逆变弧焊电源结构原理图

图2-14 逆变过程原理示意图

由式（2-8）可见，在U_in、n一定时，改变t_p或T可以调整输出电压U_o，2t_p/T又称为占空比。在弧焊电源中通常采用固定脉冲频率，也就是固定逆变周期T，调整脉冲宽度t_p来调节逆变输出电压。这种调节方式称为脉冲宽度调节（PWM，Pulse Width Modula-tion）。

由上述分析可见，逆变电源的输出是依靠电子开关的开通与关断的时序和时问比例控制的，因此逆变电源也称为开关电源。

在逆变弧焊电源中，逆变频率f＝1/T决定了逆变弧焊电源的基本性能。逆变频率f越高，电源的体积和重量可以做得越小；而且更重要的是，逆变频率f越高，电源的响应速度越高，或者说电源的动态特性越好，这也是高性能弧焊电源的基础。同时，逆变频率f越高，对逆变电源的设计与制造技术的要求也越高。因此逆变频率是评价逆变弧焊电源的一个最基本的技术指标。