牽引逆變器通常由三個半橋元件組成，每個半橋元件由一對被稱為高側和低側開關的 MOSFET 或 IGBT 組成。每個電機相有一個半橋，總共三個，柵極驅動器控制每個開關器件。

    圖 1牽引逆變器概述突出顯示了關鍵設計構建模塊。
    開關的主要作用是打開和關閉高壓電池的直流電壓和電流，為驅動車輛的電機提供交流驅動。由于 800 V 電池可提供超過 200 kW 的功率，因此該應用要求較高的電壓、電流和工作溫度。
    基于 400V 電池系統(tǒng)的牽引逆變器需要功率半導體器件的 V DS額定值在 650 V 至 750 V 范圍內，而 800 V 解決方案將 V DS要求提高到 1,200 V。在典型應用中，這些功率組件還必須能夠在長達 30 秒 (s) 的時間內處理超過 600 A 的峰值交流電流，并在大約 1 毫秒 (ms) 的時間內處理 1,600 A 的交流電流。
    此外，用于該設備的開關晶體管和柵極驅動器必須能夠處理這些大負載，同時保持高牽引逆變器效率。
    IGBT 一直是牽引逆變器應用的器件，因為它們可以處理高電壓、快速開關、實現高效運行并滿足汽車行業(yè)具有挑戰(zhàn)性的成本目標。
    為什么功率密度至關重要
    現代汽車極其狹窄，至少就技術空間而言是如此。這意味著功率密度是一個重要參數，尤其是對于動力系統(tǒng)中的任何東西。因此，必須化物理尺寸（和重量），因為任何重量都會減少車輛的行駛里程。

    除了組件的物理尺寸之外，尺寸的主要驅動因素是設計的效率。效率越高，產生的熱量越少，逆變器就越緊湊。

    圖 2開關 IGBT 對于產生熱量的損耗量至關重要。
    開關（無論是 IGBT 還是 MOSFET）對產生熱量的損耗影響為顯著。較低的導通電阻 (R DS(ON) ) 值可減少靜態(tài)損耗，而柵極電荷 (Q g ) 的改善可減少動態(tài)或開關損耗，從而使系統(tǒng)能夠更快地切換。如果開關速度更高，則可以大大減小磁性元件等無源元件的尺寸，從而提高功率密度。
    開關的工作溫度也會影響功率密度，因為如果設備能夠在更高的溫度下工作，則需要更少的冷卻，從而進一步減小設計的尺寸和重量。
    在許多牽引逆變器設計中，關鍵組件通常是單獨和離散封裝的，雖然這是一種完全有效的方法，但它不一定能提供緊湊或功率密度的設計。另一種方法是使用預配置的模塊來形成牽引逆變器所需的半橋。
    電源模塊提供高電流密度、強大的短路保護以及 800V 電池應用所需的更高阻斷電壓。在這里，IGBT 有助于集成電流和溫度傳感器，為過流和過溫保護等保護功能提供更快的反應時間。