特点

CONCEPT公司新一代高性能SCALE驱动器的特点、工作原理以及驱动电路设计，通过100kVA电力机车辅助变流器的系统实验证明该驱动电路稳定可靠，达到了设计要求。

简介

绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种电压控制型电力电子器件。与电流控制型电力电子器件(如门极可关断晶闸管GTO)相比较，IGBT具有驱动功率小、开关速度快等优点。要保证IGBT稳定可靠地工作，其驱动电路起着至关重要的作用。本文在100kVA电力机车辅助变流器设计中，采用了以瑞士CONCEPT公司的高性能双通道SCALE驱动器2SD315AI为核心的驱动电路，达到了良好的应用效果。

图1电力机车辅助变流器主电路原理图 图2PWM脉冲信号输入处理电路 图3故障信号输出及自动复位电路

电力机车辅助变流器

图1电力机车辅助变流器主电路原理图

电力机车辅助变流器

图2PWM脉冲信号输入处理电路

电力机车辅助变流器

图3故障信号输出及自动复位电路

主电路原理

电力机车辅助变流器将电力机车主变压器辅助绕组输出的单相交流340V进行整流，再逆变为三相交流380V给机车上的各种辅助设备供电，主电路原理如图1所示。

每套辅助变流器由单相电压型PWM整流器、中间支撑环节、三相电压型逆变器和输出滤波器等几部分构成。在一个机柜内配置有两套辅助变流器，单套容量为100kVA，是典型的中功率“交－直－交”变流器系统。其中，PWM整流器和逆变器分别采用了EUPEC公司的额定值为800A/1200V和400A/1200V的IGBT模块。

基于2SD315AI的驱动电路设计在实际应用中，驱动电路一般都要求尽量靠近IGBT模块，同时尽可能地缩短驱动器输出PWM脉冲信号到栅极之间的引线长度，以增强驱动回路的抗干扰性能，对于中大功率变流装置更是如此。因此，在100kVA电力机车辅助变流器的设计中，以SCALE驱动器2SD315AI为核心的IGBT驱动板就近放置于四象限变流器和逆变器的IGBT模块上方，驱动器输出PWM脉冲信号到栅极之间的引线距离不足10cm。

驱动器工作模式选择

2SD315AI主要由LDI(LogictoDriverInterface)、脉冲变压器、IGD(IntelligentGateDriver)和DC/DC变换器构成，有两种工作模式可供选择：半桥模式和直接模式。驱动器的MOD管脚接地则工作在半桥模式，接电源则工作在直接模式。

在半桥工作模式中，驱动器的InA管脚作为PWM脉冲输入信号，InB管脚作为脉冲允许信号。只需在驱动器的RC1、RC2管脚外部加入简单的RC电路，便可以产生长度从100ns到几ms的死区时间。在直接工作模式中，管脚InA和InB分别是两个通道的输入PWM脉冲信号，两个通道之间没有进行互锁处理，也不能进行死区时间设置。