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本设计采用理论设计和实验验证相结合的方式，对大功率逆变弧焊电源及其在手弧焊机中的应用进行了深入分析和研究，提出相应的设计方案，并通过实验加以验证。
首先，对弧焊逆变电源的结构及工作原理进行了系统地分析。该电源系统分主电路和控制电路两部分，主电路包括输入整流、功率变换和输出整流三个主要环节。带有电容滤波的输入整流环节实现了三相交流电向直流电的转化，输出的直流电压作为功率变换电路的电源，由逆变电路将直流电压变换为单相交流方波电压，使电源频率从50HZ提高到了20KHZ。正是由于频率的提高，使焊接电源的可靠性和稳定性都有了很大程度的改善。然后通过中频变压器将电压幅值降低到适合焊接要求的数值，最后通过全波整流环节，将交流电压整流为直流电压，通过电抗器滤波，最终输出变量加在电弧负载上。
对于控制电路，首先概括地分析了控制系统的工作原理，然后通过对比电压型PWM控制方式和电流型PWM控制方式，可以看出电流型PWM控制方式的优点，并以此作为控制元件的选择依据。本设计选择电流型PWM集成控制器UC3846，它是控制电路乃至整个电源系统的重点，详细分析了电流型PWM集成控制器UC3846的工作原理。
其次，针对传统弧焊电源在工作可靠性方面存在的不足，分主电路、控制电路和保护电路三部分分别进行设计。对于主电路的设计，分析了三种大功率开关元件的特性，并选定本设计的功率器件；然后确定了功率变换器的拓扑结构，采用硬开关方式全桥逆变电路。在此基础上，进行了主要元器件的设计，这是主电路设计的重点。
对于控制电路的设计，以电流型PWM集成控制器UC3846为控制电路的核心，对其外围电路进行了详细地设计，包括PI调节电路、振荡电路、电流检测电路等六部分；最后，分析了系统出现过压、过流及过载等问题的原因，针对具体的原因，在具体的部位采取相应的保护措施，对整个电源系统进行了有效保护。
为进一步提高逆变电源的工艺性能，对弧焊逆变电源的功率因数进行了校正，并在电源的输入端设置了LCD功率因数校正电路。另外，对大功率逆变弧焊电源的电磁兼容性问题进行了初步探讨，分析了产生电磁干扰的原因，并采取相应的措施，抑制电磁干扰，即提高了弧焊逆变电源自身的可靠性，又减弱了对电网及同电网的其他用电设备的干扰。
最后，在前面技术研究的基础上，对额定电流为400A、频率为20KHZ的恒流特性焊机进行实验，实验中采用焊条直径为6mm，验证了本课题所设计焊接电源工作的稳定性和可靠性。