集成门极换流晶闸管(IGCT)是在门极可关断晶闸管(GTO)的基础上发展而来的一种新型的电力电子器件,具有高耐压、低导通压降、高速开关能力、硬驱动及无需缓冲电路等优点,在中高压的电力电子装置中具有很好的应用前景。IGCT的开通和关断必须借助于集成的门极硬驱动电路才能实现,并且驱动电路的优劣会直接影响到器件性能,因此,IGCT门极硬驱动电路的设计非常重要。本文以1100A/4500V的IGCT为研究对象,在分析GCT工作原理及其驱动电路设计要求的基础上,建立了一种适用于电路仿真的GCT等效电路模型,并设计了一套较完整的门极硬驱动开关电路。主要内容如下:首先,建立了一种适用于电路仿真的GCT的2T-3R-C模型,确定了模型中双晶体管电流放大系数、特征电阻和J2结势垒电容等关键模型参数。采用ABB公司提供的IGCT动态特性测试电路,对该等效电路模型所述GCT器件的开关特性进行了仿真,仿真波形与实测波形符合较好。其次,简述了GCT驱动电路的原理与设计要求,设计了IGCT硬驱动的开关电路。基于所建立的GCT等效电路模型,采用PSPICE软件对IGCT开通电路、关断电路、维持电路及其所需MOS管的驱动电路等进行了仿真验证。并设计了驱动电路中直流电源、状态检测及显示电路和光纤收发电路。最后,搭建实验电路对开通电路进行了实验验证,实验所测得的门极电流1G波形的形状符合开通电路要求,但电流幅值不够,对其原因进行了具体分析,并提出进一步改进的措施。本文的研究成果对后续开发IGCT硬驱动电路有一定的参考价值。