[发明专利]一种基于栅电压变化的IGBT健康监测方法

权利要求书

1.一种基于栅电压变化的IGBT健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过循环老化实验建立与目标IGBT同规格的IGBT的老化特征参数数据库，并确定失效阈值电压；

S2、获取目标IGBT的工作条件，并实时监测目标IGBT栅极电压；

S3、将目标IGBT开启时的栅极电压分为四个阶段，并提取第四阶段上升电压；

S4、根据目标IGBT的工作条件将第四阶段上升电压与数据库进行比对，判断第四阶段上升电压是否超过失效阈值电压，若是则判定目标IGBT失效，否则判定目标IGBT有效，完成IGBT健康监测；

所述步骤S3的具体方法为：

根据公式：

获取第一阶段的截止时间t₁；其中R_g为IGBT芯片简化等效电路中电阻R_G的阻值；C_ge为栅极电容的电容值；ln(·)为以常数e为底数的对数；V_th为阈值电压；V_GA为米勒平台电压；

根据公式：

获取第二阶段的截止时间t₂；其中g_m为跨导；I_L为电感电流；

根据公式：

获取第三阶段的截止时间t₃；其中A_N-为栅极与N-漂移区交叠部分的面积；I_g为栅极电流；q为电荷量；ε_s为半导体介电常数；N_D为漂移区空间电荷层电荷浓度；C_ox为栅氧化层电容值；V_ce为器件集电极和发射极之间电压；V_on为器件导通电压；

根据公式：

获取位于第四阶段中的时间t对应的目标IGBT栅极电压V_ge(t)；其中t＞t₃。

2.根据权利要求1所述的基于栅电压变化的IGBT健康监测方法，其特征在于，所述步骤S4中与数据库进行比对的第四阶段上升电压为1.1t₃～1.5t₃时间段中的任一电压值。

3.根据权利要求1所述的基于栅电压变化的IGBT健康监测方法，其特征在于，所述步骤S4中与数据库进行比对的第四阶段上升电压为t₃+150ns时刻对应的电压值。