[发明专利]一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法

说明书

本发明公开了一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法，包括：S1.对设计组不同结温变化的间歇式寿命加速实验，并采集导通电阻、阈值电压、体二极管压降、开通时间、关断时间五项特征参数；S2.对采集的特征数据进行预处理，剔除其中误差较大的数据；S3建立基于神经网络的健康水平和剩余使用价值评价模型，包括：特征变换模块和健康水平和剩余使用价值判别模块。本发明能估计MOS场效应管的运行状态，防止由器件老化引起的不可预见的失效与灾难的发生，同时，能够估计MOS场效应管是否有再使用价值，对有剩余价值的MOS场效应管再使用，从而达到节约资源，低碳环保的目的。

技术领域

本发明涉及一种金属氧化物半导体绝缘栅场效应管的健康水平和剩余使用价值评估的方法和使用方法，属于高功率半导体健康水平检测领域。

背景技术

功率变流器在可再生能源、汽车产业、航空航天等领域得到了越来越广泛的应用，这些领域对变流器的可靠性也越来越重视。绝缘栅场效应管是功率变流器的核心器件，也是最易老化损坏的器件之一，由器件老化引起的不可预见的失效故障，会带来高额的维修成本，甚至可能引起灾难性的事故发生。所以在使用时需要监控其健康水平防止这些器件在使用时发生灾难。对于一些废旧的功率变流器，其上面的金属氧化物半导体绝缘栅场效应管有可能尚属于健康水平，能够再次利用，需要一种评估方法去评判其剩余使用价值。

目前现有的金属氧化物半导体绝缘栅场效应管的健康检测都是通过单因素进行检测，单因素存在着检测不准，不能够对多种失效形式进行评判，并且现有的技术缺乏对金属氧化物半导体绝缘栅场效应管剩余价值的评估方法。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法，以期能估计MOS场效应管的运行状态，防止由器件老化引起的不可预见的失效与灾难的发生，同时，能够估计MOS场效应管是否有再使用价值，对有剩余价值的MOS场效应管再使用，从而达到节约资源，低碳环保的目的。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法的特点在于，包括：

S1.对同一种型号的MOS场效应管设计A组不同结温变化的间歇式寿命加速实验，并采集导通电阻、阈值电压、体二极管压降、开通时间、关断时间五项特征参数；

步骤S1.1.设置第a组间歇式寿命加速实验的循环周期总数为N_a、当前循环周期数为n_a；定义第a组间歇式寿命加速实验的当前采集次数为f_a，定义第a组间歇式寿命加速实验每循环M_a次实验采集一次数据，定义第a组间歇式寿命加速实验的结温的变化幅度为Temp_a；初始化n_a＝1、f_a＝1；

步骤S1.2.在第n_a个循环周期下，对老化试验台上的MOS场效应管通入直流电，并在T₁时间内使结温从室温temp升高变化幅度Temp_a并达到预定温度temp+Temp_a；

步骤S1.3.当结温达到预定温度temp+Temp_a时，断开直流电，并在T₂时间内，通过水冷系统使结温从预定温度temp+Temp_a降低到室温temp；

步骤S1.4.n_a+1赋值给n_a，并返回步骤S1.2，直到n_a＝f_a×M_a为止；