[发明专利]一种基于多变量的IGBT健合线老化监测评估方法

说明书

本发明公开了一种基于多变量的IGBT健合线老化监测评估方法，包括以下步骤：步骤1：搭建IGBT测试平台，IGBT测试平台包括IGBT模块和均与其连接的主电路和驱动电路；还包括用于测试IGBT模块电参数的监测装置；步骤2：对IGBT模块中的健合线渐变破坏，通过监测装置分别监测其电参数；步骤3：更换IGBT模块后重复步骤2，N次后将得到的数据进行拟合，得到IGBT电热参数与IGBT健合线老化程度的关系曲线；步骤4：将IGBT模块替换为需要监测的IGBT，通过监测装置实时监测记录其电参数；将得到的电参数与步骤3得到的曲线进行拟合，即可对当前IGBT健合线的老化状态进行评估；本发明实现对IGBT的在线监测，并且可靠性高。

技术领域

本发明涉及IGBT状态监测方法，具体涉及一种基于多变量的IGBT健合线老化监测评估方法。

背景技术

关于IGBT的健康管理和状态监测，现有的研究主要分为两类：第一类是IGBT寿命评估方法，目前已有的解析模型包括Coffin-Manson模型、Norris-Landzberg模型和Bayerer模型。也有根据不同材料物理属性不同建立的有限元仿真分析的物理模型；但是现有的寿命模型参数不稳定。第二类是IGBT状态监测方法，目前有对门极电压震荡进行监测分析健合线脱落和高频响应之间的联系，也有将IGBT关断时间视为闩锁效应的征兆参数进行监测等监测方法；但是现有的监测方法监测数据单一、方法可靠性不高；难以实现在线监测。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提出了一种可靠性高，可实现在线监测的基于多变量的IGBT健合线老化监测评估方法。

一种基于多变量的IGBT健合线老化监测评估方法，包括以下步骤：

步骤1：搭建IGBT测试平台，IGBT测试平台包括IGBT模块和均与其连接的主电路和驱动电路；还包括用于测试IGBT模块电参数的监测装置；

步骤2：对IGBT模块中的健合线渐变破坏，通过监测装置分别监测其电参数；

步骤3：更换IGBT模块后重复步骤2次，N次后将得到的数据进行拟合，得到IGBT电参数与IGBT健合线老化程度的关系曲线；

步骤4：将IGBT模块替换为需要监测的IGBT，通过监测装置实时监测记录其电参数；将得到的电参数与步骤3得到的曲线进行拟合，即可对当前IGBT健合线的老化状态进行评估。

进一步的，所述电参数包括导通压降、米勒平台电压和米勒平台持续时间。

进一步的，所述步骤1中的主电路包括可编程直流电源，可编程直流电源正极连接电阻R后连接到IGBT集电极，可编程直流电源负极连接到IGBT发射极；驱动电路连接到IGBT的门极。

进一步的，所述步骤2中通过将健合线逐根剪断模拟IGBT运行过程中的老化失效。

进一步的，所述步骤3中通过ANN神经网络将得到的数据进行拟合，输入层为导通压降、米勒平台电压和米勒平台持续时间，输出层为IGBT模块损耗率。

进一步的，所述监测装置包括电压传感器、电流传感器和与其连接的示波器，示波器连接上位机。

本发明的有益效果是：

(1)本发明可以在线运行时对其外部电信号进行测量实现对IGBT的在线监测；目前针对IGBT监测的方法大多数是离线测量监测，测量时IGBT无法工作，而本发明可以在IGBT正常工作时对其进行监测；

(2)本发明选择与IGBT键合线老化程度有关的多个变量作为监测参数，与现有的单参数变量作为监测指标的方法比，可靠性更高；

(3)本发明在对IGBT键合线老化状态进行监测时，可以将键合线损耗率具体量化，与现有的定性分析方法相比更具有参考意义；