电力机车用IGBT辅助电源逆变器取代进8K电力机车故障率高的辅助电源后,已有二百多台实际运行了很长一段时间.运行结果说明,IGBT辅助逆变器的设计是合理的,能满足机车恶劣环境的运行需要.但经过长期运行后,也暴露出了几个问题.该文以此为出发点对其控制系统进行了研究和改进设计,并在此基础上对IGBT的驱动保护技术进行了研究.该文将先进的在系统可编程技术(I SP)和EDA技术运用到机车上,解决了8K型电力机车IGBT辅助逆变器原控制系统中的脉冲分配核心器件LNBK002的老化问题.重新设计了开关电源,用单端反激式取代了推挽式,用电流控制方式替代了电压控制方式,去掉了可靠性不高的保险管.采用动态的过流保护阈值的方法解决了辅助逆变器机组低温启动过程中的过流保护问题.对8K型电力机车IGBT辅助逆变器存在的低温短路保护问题进行了大量的现场试验,以研究低温对于系统的影响.在大量实验的基础上,排除了IGBT主电路的低温问题,确定了影响系统低温性能的因素,对此进行了分析,并提出了采用二极管钳位的解决方法.重新设计的控制系统在大同通过了高低温试验.这些问题的解决具有重大的现实意义.对IGBT开关过程的优化和短路保护技术进行了研究,从理论上分析了栅极驱动参数对开关期间di/dt、dv/dt、开关损耗以及EMI的影响,为进一步研究提供了理论依据.用PSPICE仿真研究了栅极驱动参数对IGBT短路的影响.对大功率IGBT的的开关特性进行了研究,设计了3300V/1200A IGBT的驱动保护电路,采用RC驱动方法优化了开关损耗和EMI.在对国外几种典型的IGBT驱动电路比较研究的基础上,研制了一种新型IGBT驱动保护电路.其中采用可编程逻辑器件实现输入侧逻辑功能;用脉冲变压器替代光耦来传输控制信号;提出了动态关断的方法优化了关断过程,在小的开关损耗和开关时间下抑制了过电压,可以实现无缓冲工作;采用了软降栅压和软关断相结合的短路保护措施,并且仅在开通瞬间设置保护盲区.仿真和试验结果证明,该驱动电路能够很好的实现正常驱动、动态关断以及短路保护等功能.