汽車行業掀起了一場技術變革：電動汽車 (EV) 和混合動力汽車 (HEV) 正大規模地投產，進入商業化運作。這意味著采用新型結構的汽車正在大量推出。從電子系統的角度來看，迄今為止用于電動汽車 (EV) 和混合動力汽車 (HEV) 的技術主要源自在過去數十年間最初是針對工業應用而開發的各種解決方案。由于汽車行業在商業上和技術上都有不同于工業系統的特定要求，因此需要開發專用的解決方案。

　　考慮到傳動系統，特別是逆變器，xEV 的廠商將要應對三大挑戰：提高能效、降低成本以及最終滿足功能性安全要求。ISO26262 標準的引入推動了對智能型、高性價比電子解決方案的需求。

　　逆變器電子結構

　　圖 1 代表了與永磁同步電機 (PMSM) 一起用于汽車的牽引逆變器的典型結構。它由三個主要部分構成：

　　• 低壓 (LV) 側的主要邏輯電路

　　• 驅動單元

　　• 與直流鏈接相連的 IGBT 功率模塊。

　　驅動單元通常由單個 PCB 構成，PCB 的連接應盡可能靠近功率模塊以最大程度降低 IGBT 柵極信號通路中的寄生元件的數量。

　　每個 IGBT 均由柵極驅動器驅動，該驅動器的主要功能為 ：

　　• 提供低壓和高壓之間的電絕緣功能。一流的解決方案有賴于感應式、電容式隔離或光學隔離。

　　• 驅動 IGBT 柵極以使系統達到最高效率。這意味著器件應能夠提供足夠大的電流對柵極進行快速充電和放電。為達到這一目的，經常在驅動器和 IGBT 之間設置后驅動單元(或升壓單元)。

　　• 提供基本的保護功能，如欠壓鎖定 (UVLO) 功能或去飽和保護 (DESAT) 功能。

　　除了上述這些功能，還對柵極驅動器提出了其他要求以達到安全標準。其中一個主要安全要求規定在出現故障時系統應可以防止或限制電機在車輪產生多余的力矩，這樣不會出現司機無法控制車輛的情況。對于非同步電機來說，此類策略(相對)易于部署，這是由于系統的安全狀態是通過打開所有開關實現；IGBT 是常態下處于關斷狀態的器件，因此安全狀態是逆變器的默認狀態。

　　對于永磁同步電機 (PMSM)來說，由于在高轉速 (RPM) 下，磁激勵可能導致過壓，因此情況更為復雜。這會導致逆變器組件受到破壞。 例如基于機械子系統或斬波器的解決方案，數種方法在工業系統中通過應用證明其可行性，從而限制低于逆變器額定值的過壓情況。但是，這些支持系統會產生額外成本，導致這一解決方案對于車用逆變器而言缺乏實際可用性。

　　抗故障主動短路 (ASC) 策略的部署可以實現系統的安全目標。該策略確保在每個單獨的故障情況下，逆變器通過短接電機相線可產生 0 矢量(或稱為主動短路)。

　　在這種狀態下產生的普通制動轉矩不會導致司機無法控制車輛。