鐵路客車電源IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、鐵路客車具有運(yùn)量大、成本低和運(yùn)維簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在鐵路客運(yùn)上具有不可替代的地位?？蛙囯娫醋鳛檐囕d用電設(shè)備的供電裝置，主要由三相逆變器和充電機(jī)構(gòu)成。為了保證主電路IGBT模塊的可靠運(yùn)行，需要設(shè)置性能良好的IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。過去常使用厚膜驅(qū)動(dòng)電路或SCALE系列驅(qū)動(dòng)器等集成驅(qū)動(dòng)保護(hù)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(zhǎng)等缺點(diǎn)。
　　本文的選題來源于株洲電力機(jī)車研究所的“變流模塊共性技術(shù)平臺(tái)研發(fā)”所級(jí)

2、重大項(xiàng)目。針對(duì)鐵路客車電源IGBT對(duì)驅(qū)動(dòng)和保護(hù)的需求，以及當(dāng)前集成驅(qū)動(dòng)電路的不足，自主設(shè)計(jì)一種功能完善、成本低廉且參數(shù)方便調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。
　　本文通過分析IGBT的工作特性，得出IGBT對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求，如合適的驅(qū)動(dòng)正負(fù)電壓、柵極驅(qū)動(dòng)電阻、驅(qū)動(dòng)功率和電氣隔離方式等。然后通過PSPICE仿真和計(jì)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(duì)IGBT在短路故障下的幾種失效模式進(jìn)行了分析，得出IGBT模塊短路的檢測(cè)與保護(hù)方法

3、。
　　根據(jù)鐵路客車電源IGBT模塊對(duì)驅(qū)動(dòng)和保護(hù)的要求，本文設(shè)計(jì)了一種基于分立器件的IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括驅(qū)動(dòng)隔離電源、信號(hào)隔離電路、驅(qū)動(dòng)電路和檢測(cè)與保護(hù)電路四大模塊。因此，該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路除了具備基本的驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(shí)、短路檢測(cè)與保護(hù)、欠壓保護(hù)和門極保護(hù)等功能。
　　最后通過PSPICE仿真和單板實(shí)驗(yàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路進(jìn)行了功能驗(yàn)證，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)