[发明专利]非接触式板级电路中功率器件健康监测及预警系统与方法

说明书

本申请涉及一种非接触式板级电路中功率器件健康监测及预警系统与方法，其中系统包括第一采集电路、第二采集电路以及信号处理电路；信号处理电路分别连接第一采集电路、第二采集电路；其中，第一采集电路用于非接触采集印刷电路板上功率器件的电流信号，并将电流信号传输给信号处理电路；第二采集电路用于非接触采集功率器件的电压信号，并将电压信号传输给信号处理电路；信号处理电路用于对电流信号和电压信号进行处理得到阻抗值，并对阻抗值特征提取得到特征数据，并根据特征数据进行实时预测，得到可靠性预测结果，通过分析处理采集到的电流信号和电压信号，对功率器件的可靠性进行实时预测，从而实现对功率器件的可靠性进行实时监控。

技术领域

本申请涉及故障预测与健康管理技术领域，特别是涉及一种非接触式板级电路中功率器件健康监测及预警系统与方法。

背景技术

电力电子器件又称为功率半导体器件，主要用于电能变换和控制电路方面大功率的电子器件，被喻为电子装备的“心脏”，通常电流为数十至数千安，电压为数百伏至数千伏以上，在航空航天、轨道交通、新能源、家电等等领域得到广泛应用。由于装备系统运行工况的复杂性，使得电力电子器件承受不均衡的电热应力，容易引起老化失效等可靠性问题。一旦电力电子器件发生失效，轻则造成装备系统停机，带来经济损失，重则如在电网、航空等需要高可靠性的应用场合中，可能会引发重大安全事故。因此，电力电子器件在实际应用中的可靠性保障至关重要。

传统的电力电子器件可靠性检测主要有两种途径：(a)对电力电子器件开展可靠性寿命试验，预计产品的可靠性寿命；(b)对已发生失效的电力电子器件进行失效分析，确定其失效模式和失效机理，在此基础上提出对电力电子器件进行改进措施。

但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统功率器件可靠性检测技术无法实时对功率器件的可靠性进行实时预测。

发明内容

基于此，有必要针对传统功率器件可靠性检测技术无法实时对功率器件的可靠性进行实时预测的问题，提供一种非接触式板级电路中功率器件健康监测及预警系统与方法。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种非接触式板级电路中功率器件健康监测及预警系统，包括第一采集电路、第二采集电路以及信号处理电路；

信号处理电路分别连接第一采集电路、第二采集电路；

其中，第一采集电路用于非接触式采集印刷电路板上功率器件的电流信号，并将电流信号传输给信号处理电路；第二采集电路用于非接触式采集功率器件的电压信号，并将电压信号传输给信号处理电路；信号处理电路用于对电流信号和电压信号进行处理得到阻抗值，并对阻抗值特征提取得到特征数据，并根据特征数据进行实时预测，得到可靠性预测结果。

在其中一个实施例中，还包括预警输出电路；

信号处理电路连接预警输出电路；

信号处理电路还用于处理电流信号和电压信号，得到功率器件的阻抗值，并在阻抗值超过预设阈值时控制预警输出电路发出告警。

在其中一个实施例中，信号处理电路包括印刷电路板上的系统级芯片；

系统级芯片分别连接第一采集电路、第二采集电路以及预警输出电路；

其中，系统级芯片用于对接收到的电流信号和电压信号进行特征提取得到特征数据，并根据特征数据进行实时预测，得到可靠性预测结果。

在其中一个实施例中，还包括信号放大电路；

信号放大电路分别连接第一采集电路、第二采集电路以及系统级芯片。

在其中一个实施例中，信号处理电路包括预警判断电路；

预警判断电路分别连接系统级芯片、预警输出电路；