一、逆变器模块组件
TGF20系列型客车电源逆变器模块组件如下图所示。
TGF23、TGN20系列型客车电源逆变器模块组件如下图所示。
IGBT又称绝缘栅极双极型晶体管，是一种新发展起来的复合型电力电子器件。它既有单极型电力驱动器件MOSFET的优点，又结合了双极型器件BJT耐高压、电流大的特点。其开关速度虽较功率MOSFET低，但远高于BJT。又因是电压控制器件，故控制电路简单，稳定性较好。因此，在20KHz及以下中等容量变流装置中得到广泛应用，已逐步取代了BJT。近年来，第三代IGBT的开发，可使装置工作频率提高到50-100KHZ。
如下图所示，IGBT的开通和关断受栅极电压的控制，在栅极正向电压作用下，MOSFET形成沟道，为BJT提供基极电流，IGBT导通。门极施加反向电压后，MOSFET沟道消除，IGBT关断。由于IGBT功率部分是一个PNP型BJT，从而使IGBT正向通态电阻更近似于BJT，比MOSFET小得多，因此即使高耐压的器件也有较低的通态压降。
逆变器是一种通过电力电子开关器件完成能量变换的装置，它将直流电能反变换成不同频率的交流电能，以适应各种不同应用的要求。逆变器广泛地应用于交流电动机变频调速、各种频率的感应加热处理设备、新型光源的供电电源、高压直流输电系统用户端变换设备等。
在三相逆变电路中，应用最广的是三相桥式逆变电路。采用半导体功率开关器件作为可控元件的电压型三相桥式逆变电路如下图所示，电路由六个开关管组成。
目前所用于客车电源上的IGBT逆变器为三相桥式电压型电路，采用IGBT作为开关器件，具有开关频率高、驱动简单、损耗低的特点。它由以下几部分组成：
1）电容组件：铭牌下面，由电容低感母排连接。
2）IGBT：紧贴散热器的白色模块。
3）驱动组装：图中金属屏蔽板下面。
此模块有以下几个方面的特点：
1）集成了功率器件、储能部件、驱动电路、温度传感器、吸收部件、散热器； 2）元件面密封；压接型散热器；叠层母排连接；3）部件拆卸方便；4）结构紧凑、简洁、有层次感；5）功率线及控制线连接方便。
在主电路结构确定可行下，逆变器能否正常工作,关键在于驱动电路。驱动电路包含脉冲分配和门极驱动电路，脉冲分配电路的作用是在桥式电路中将输入脉冲按规律分配给每个桥臂上的开关元件，并满足最小开通时间、最小关断时间、死区时间等的限制。门极驱动电路的作用是一方面将脉冲分配板输出的脉冲信号转变为适合IGBT驱动的信号，对IGBT的开关进行控制；另一方面对IGBT器件故障及逆变器短路故障的检测与保护。脉冲分配和门极驱动是桥式逆变器、推挽逆变器等装置中必不可少的重要环节，是保证功率开关器件安全开通和关断的重要组成部分。
IGBT门极驱动电路一般应具备三个基本的要素：
1）驱动放大：大的栅极电流是驱动IGBT的基本要求。
2）电气隔离：由于IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，故驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离。这种隔离包括驱动信号的隔离和电源的隔离。
3)保护功能：IGBT驱动电路一般都设有IGBT保护及故障反馈功能。
一个理想的IGBT驱动电路应具有以下性能：
1、动态驱动能力强，能为IGBT栅极提供具有陡峭前后沿的脉冲
当IGBT在硬开关方式下工作时，会在开通及关断时产生较大的开关损耗，这个过程越长，开关损耗就越大；IGBT的开关速度与其栅极的控制信号变化速度密切相关，IGBT的栅源特性呈非线的电容性质，因此，驱动器必须能够提供足够的瞬时电流，才能使IGBT的栅源建立或消失的足够快，从而降低开关损耗；另一方面，驱动内阻也不能过小，以免驱动回路的散杂电感与栅极电容形成欠阻尼振荡。同时，过短的开关时间也会造成主回路过高的尖峰电流。
2、能向IGBT提供适当的栅极电压
IGBT导通后的管压降与所加栅极电压有关，栅极电压越高，导通管压降就越小；另一方面，一旦发生负载短路或过电流时，栅极电压越高，则过流幅值越大，IGBT损坏的可能性就越大。
3、能向IGBT提供足够的反向栅压
在IGBT关断期间，由于电路中其它部分的工作，会在栅极电路中产生一些高频振荡信号，这些干扰信号的存在，可能使IGBT误导通，因此，最好给应处于截止状态IGBT时在其栅极加一反向电压。
4、具有足够的输入输出电隔离能力
在桥式逆变器中，IGBT工作时电位变化很大，控制电路不能与其直接耦合，强电与弱电必须分开。
5、具有栅极限幅电路，保护栅极不被击穿
6、输入输出信号传输出无延时
这一方面能够减小系统的响应滞后，另一方面也能提高保护的快速性。
7、电路简单、成本低
8、IGBT损坏时，驱动电路中其它元件不被损坏
IGBT烧坏时，集电极上的高电压往往会通过已破坏栅极窜入驱动电路中，从而破坏其中的某些元件。
9、当IGBT处于负载短路或过流状态时，能在IGBT允许时间内能通过降低栅压自动抑制故障电流，实现IGBT的软关断。
其目的是避免关断故障电流过快，关断过快会产生过高的尖峰电压，从而损坏IGBT，另一方面应具有定时逻辑栅压控制的功能。
IGBT逆变器模块驱动电路结构图：
我们现在所用的集成模块式驱动电路是三菱公司的专用厚膜芯片M57962AL。由下图可以看出，其电路包括驱动部分和短路保护部分。从门极驱动电路的三要素来分析，M57962AL的特点是：
1） 其内部开关元件的选取决定了此驱动电路的驱动能力： VCC=24V ，VEE=9V输出电流峰值：±5A ，脉宽：2μｓ， f=20KHz适用于驱动小功率的IGBT元件或MOSFET。
2） M57962AL片内的光耦能将主电路和控制电路严格的电隔离，使主电路的干扰不会传到控制电路中去。
3） M57962AL驱动电路中含有短路保护。
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