铁路客车具有运量大、成本低和运维简单等优点,在铁路客运上具有不可替代的地位。客车电源作为车载用电设备的供电装置,主要由三相逆变器和充电机构成。为了保证主电路IGBT模块的可靠运行,需要设置性能良好的IGBT驱动保护电路。过去常使用厚膜驱动电路或SCALE系列驱动器等集成驱动保护电路,但它们存在电路接口和内部参数不便调整、功能不足、成本较高和采购周期长等缺点。本文的选题来源于株洲电力机车研究所的“变流模块共性技术平台研发”所级重大项目。针对铁路客车电源IGBT对驱动和保护的需求,以及当前集成驱动电路的不足,自主设计一种功能完善、成本低廉且参数方便调节的驱动保护电路。本文通过分析IGBT的工作特性,得出IGBT对驱动的要求,如合适的驱动正负电压、栅极驱动电阻、驱动功率和电气隔离方式等。然后通过PSPICE仿真和计算,分析了铁路客车电源功率模块和输出端的故障情况。接着对IGBT在短路故障下的几种失效模式进行了分析,得出IGBT模块短路的检测与保护方法。根据铁路客车电源IGBT模块对驱动和保护的要求,本文设计了一种基于分立器件的IGBT驱动保护电路,包括驱动隔离电源、信号隔离电路、驱动电路和检测与保护电路四大模块。因此,该驱动保护电路除了具备基本的驱动信号功率放大功能之外,还具有可靠的电气隔离、较短的传输延时、短路检测与保护、欠压保护和门极保护等功能。最后通过PSPICE仿真和单板实验对驱动保护电路进行了功能验证,仿真和实验结果均表明,该驱动保护电路能实现相应的功能,具有较大的实用价值,符合项目的前期要求。