鐵路客車電源IGBT模塊的驅(qū)動與保護技術研究.pdf

1、鐵路客車具有運量大、成本低和運維簡單等優(yōu)點，在鐵路客運上具有不可替代的地位?？蛙囯娫醋鳛檐囕d用電設備的供電裝置，主要由三相逆變器和充電機構成。為了保證主電路IGBT模塊的可靠運行，需要設置性能良好的IGBT驅(qū)動保護電路。過去常使用厚膜驅(qū)動電路或SCALE系列驅(qū)動器等集成驅(qū)動保護電路，但它們存在電路接口和內(nèi)部參數(shù)不便調(diào)整、功能不足、成本較高和采購周期長等缺點。
　　本文的選題來源于株洲電力機車研究所的“變流模塊共性技術平臺研發(fā)”所級

2、重大項目。針對鐵路客車電源IGBT對驅(qū)動和保護的需求，以及當前集成驅(qū)動電路的不足，自主設計一種功能完善、成本低廉且參數(shù)方便調(diào)節(jié)的驅(qū)動保護電路。
　　本文通過分析IGBT的工作特性，得出IGBT對驅(qū)動的要求，如合適的驅(qū)動正負電壓、柵極驅(qū)動電阻、驅(qū)動功率和電氣隔離方式等。然后通過PSPICE仿真和計算，分析了鐵路客車電源功率模塊和輸出端的故障情況。接著對IGBT在短路故障下的幾種失效模式進行了分析，得出IGBT模塊短路的檢測與保護方法

3、。
　　根據(jù)鐵路客車電源IGBT模塊對驅(qū)動和保護的要求，本文設計了一種基于分立器件的IGBT驅(qū)動保護電路，包括驅(qū)動隔離電源、信號隔離電路、驅(qū)動電路和檢測與保護電路四大模塊。因此，該驅(qū)動保護電路除了具備基本的驅(qū)動信號功率放大功能之外，還具有可靠的電氣隔離、較短的傳輸延時、短路檢測與保護、欠壓保護和門極保護等功能。
　　最后通過PSPICE仿真和單板實驗對驅(qū)動保護電路進行了功能驗證，仿真和實驗結果均表明，該驅(qū)動保護電路能實現(xiàn)相應