[实用新型]一种电力机车用变流器的IGBT驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力机车领域，尤其涉及一种电力机车用变流器的IGBT驱动电路。

背景技术

目前，我国所生产的HXD1、HXD2、HXD1B、HXD2B等型号的重载交流传动电力机车都是采用基于IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）的变流器（本申请文件中称为IGBT变流器）。IGBT驱动电路是配合IGBT应用的关键技术，它的性能直接决定了IGBT变流器的整体性能，因此在应用IGBT变流器的电力机车上，IGBT驱动电路的性能直接关系到整个电力机车的安全性和可靠性。

在电压为3300V甚至更高的电力机车上，由于电压过高，因此需要使用大功率IGBT来构建IGBT变流器；为了保证这种IGBT变流器能够安全可靠地运行，配合大功率IGBT使用的IGBT驱动电路不仅需要具有良好的驱动能力，而且需要在电力机车的复杂恶劣环境中保持极强的安全性和可靠性。

在现有技术中，广泛使用的IGBT驱动电路是可以通过商业手段获得的独立集成驱动芯片；这种集成驱动芯片不仅驱动能力有限，而且很难实现对线路中的参数进行灵活调节，因此这种独立集成驱动芯片无法满足电力机车在不同应用场景下对IGBT驱动电路的驱动能力和线路保护能力进行灵活调节的需求；另一方面，由于电力机车上的电磁环境十分恶劣，而独立集成驱动芯片很容易会受到电磁干扰发生故障，因此现有技术中的独立集成驱动芯片无法在电力机车的复杂环境下保证IGBT变流器能够安全可靠运行。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种电力机车用变流器的IGBT驱动电路，不仅能够良好地适应电力机车上复杂恶劣的运行环境，而且能够保障IGBT变流器安全可靠地运行，同时还能够在电力机车的不同应用场景灵活调节驱动能力和线路保护能力，因而有力地保证了电力机车的安全性和可靠性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电力机车用变流器的IGBT驱动电路，连接在电力机车主控单元与变流器的绝缘栅双极型晶体管IGBT之间，包括：电源电路、控制信号隔离电路、状态反馈隔离电路、保护电路、主控逻辑电路、驱动放大电路和门极保护电路；

电源电路包括第一脉冲变压器T1和电源整流电路；第一脉冲变压器T1的输入端与电力机车主控单元电连接，并接收电力机车主控单元发送的24V方波脉冲；第一脉冲变压器T1的输出端与电源整流电路电连接，并通过电源整流电路的第一低压侧电源输出端VY1和第二低压侧电源输出端VY2输出该IGBT驱动电路的低压侧使用的电源电压，同时通过电源整流电路的第一高压侧电源输出端V2P+、第二高压侧电源输出端V2P-和第三高压侧电源输出端VC2输出该IGBT驱动电路的高压侧使用的电源电压，从而实现了电源供电在该IGBT驱动电路的高压侧与低压侧之间相隔离；电源整流电路分别与控制信号隔离电路、状态反馈隔离电路、保护电路和主控逻辑电路电连接；

控制信号隔离电路包括控制信号隔离电路低压侧和控制信号隔离电路高压侧；控制信号隔离电路低压侧的输入端与电力机车主控单元电连接，并接收电力机车主控单元发送的控制信号；控制信号隔离电路低压侧的输出端通过光纤与控制信号隔离电路高压侧的输入端电连接，并将电力机车主控单元发送的控制信号传输给控制信号隔离电路高压侧，从而实现了控制信号在该IGBT驱动电路的高压侧与低压侧之间相隔离；控制信号隔离电路高压侧的输出端与主控逻辑电路电连接，并将电力机车主控单元发送的控制信号传输给主控逻辑电路；

状态反馈隔离电路包括状态反馈隔离电路低压侧和状态反馈隔离电路高压侧；状态反馈隔离电路高压侧的输入端与主控逻辑电路电连接，并接收主控逻辑电路发送的状态反馈信号；状态反馈隔离电路高压侧的输出端通过光纤与状态反馈隔离电路低压侧的输入端电连接，并将主控逻辑电路发送的状态反馈信号传输给状态反馈隔离电路低压侧，从而实现了状态反馈信号在该IGBT驱动电路的高压侧与低压侧之间相隔离；状态反馈隔离电路低压侧与电力机车主控单元电连接，并将主控逻辑电路发送的状态反馈信号传输给电力机车主控单元；