[发明专利]基于Miner理论的IGBT模块老化表征方法及系统

权利要求书

1.一种基于Miner理论的IGBT模块老化表征方法，其特征在于，包括：

S1：建立以结温波动与平均结温为输入的寿命预测模型；

S2：测量IGBT模块的芯片结温数据；

S3：记录每个功率循环的结温波动与平均结温；

S4：基于寿命预测模型在每个功率循环进行一次寿命预测；

S5：将每个功率循环对应的预测寿命取倒数并相加，得到IGBT模块老化表征参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：

S1.1：对一组同型号的IGBT模块进行温度循环老化实验，并控制IGBT的温度，以防止IGBT模块的老化对自身温度产生的影响；

S1.2：根据IGBT模块的结温波动T_jm与平均结温ΔT_j以及对应的工作寿命N_f，建立寿命预测模型其中A与α为待拟合常数，E_a为激活能，k_B为玻尔兹曼常数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：

S2.1：对待测IGBT模块，在工作状态中，当IGBT模块断开时，测量此时的芯片结温，记为T_jmax；

S2.2：当IGBT模块导通时，测量此时的芯片结温，记为T_jmin。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：

S3.1：第i次功率循环记录的最大结温为T_jmax-i，第i次功率循环记录的最小结温为T_jmin-i；

S3.2：由ΔT_j-i＝T_jmax-i-T_jmin-i计算第i次功率循环的结温波动ΔT_j-i；

S3.3：由T_jm-i＝(T_jmax-i+T_jmin-i)/2计算第i次功率循环的平均结温T_jm-i。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S5包括：

S5.1：根据第i次功率循环记录得到的结温波动T_jm-i与平均结温ΔT_j-i由寿命预测模型计算对应的工作寿命N_f-i；

S5.2：N_f-i取倒数，并相加直至第j个功率循环(i≤j)，得到IGBT模块老化表征参数

S5.3：取D_j表征第j个功率循环时IGBT的老化程度；

S5.4：当D_j＝1时，根据Miner理论，认为此时IGBT失效。

6.一种基于Miner理论的IGBT模块老化表征系统，其特征在于，包括：

寿命预测模型构建模块，用于建立以结温波动与平均结温为输入的寿命预测模型；

测量模块，用于测量IGBT模块的芯片结温数据；

记录模块，用于记录每个功率循环的结温波动与平均结温；

寿命预测模块，用于基于寿命预测模型在每个功率循环进行一次寿命预测；

老化表征模块，用于将每个功率循环对应的预测寿命取倒数并相加，得到IGBT模块老化表征参数。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述寿命预测模型构建模块，用于对一组同型号的IGBT模块进行温度循环老化实验，并控制IGBT的温度，以防止IGBT模块的老化对自身温度产生的影响；根据IGBT模块的结温波动T_jm与平均结温ΔT_j以及对应的工作寿命N_f，建立寿命预测模型其中A与α为待拟合常数，E_a为激活能，k_B为玻尔兹曼常数。