[发明专利]IGBT结温测量方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种IGBT结温测量方法、装置、计算机设备及存储介质，其中方法包括获取待测试的IGBT结温的特征参数；将IGBT结温的特征参数输入预设的随机森林模型；根据随机森林模型的输出结果确定特征参数对应的IGBT结温。由于上述方法主要通过软件执行，不需要复杂的热成像器材、也不需要安装复杂的测量电路，具有硬件简单、利于工业化量产的特点。通过随机森林模型，可准确测算IGBT结温，从而实现一种准确率高、工业实用性强的IGBT结温测量方法。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种IGBT结温测量方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是能源变换与传输的核心器件，通常直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。由于高频切换，功率半导体器件长期处于功率循环和热循环引起的热脉冲之下，因此由结温变化引起的热机械应力的不断变化对IGBT的内部结构损害很大，从而导致器件失效。研究表明，器件工作结温越高，安全裕度越小；结温波动越大，热循环寿命越短。通过监测IGBT结温，采用适当的控制方法可以减小器件的热应力冲击从而增加模块使用寿命、降低故障率。

目前来说，一般有三种主要方法用来测量功率半导体器件的结温：光学方法、物理接触方法和电气方法。光学方法简单易于操作，但由于热成像器材价格昂贵不易安装，因此难以在工程上应用；物理接触方法可以较为准确的测量温度，但是无法直接触封装内的芯片，所测温度有一定的偏差；电气方法测量速度快、精度高，但是需要复杂的测量电路，在一定程度上还会影响器件的正常工作。因此，如何在不需要复杂测量电路和昂贵热成像器材的前提下，提供一种准确率高、工业实用性强的IGBT结温测量方法，是当前亟待解决的一个问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有IGBT结温测量方法精确度低、硬件复杂的问题，提供一种IGBT结温测量方法、装置、计算机设备及存储介质，能够通过简单的硬件设备实现准确度高的IGBT结温测量。

本发明提供一种IGBT结温测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取待测试的IGBT结温的特征参数；将所述IGBT结温的特征参数输入预设的随机森林模型；根据所述随机森林模型的输出结果确定所述特征参数对应的 IGBT结温。

上述的IGBT结温测量方法，预先训练获得IGBT结温的随机森林模型，当进行IGBT结温检测时，将获取的与IGBT结温相关的特征参数输入随机森林模型，并根据随机森林模型的输出结果确定待测试的IGBT结温。由于上述方法主要通过软件执行，不需要复杂的热成像器材、也不需要安装复杂的测量电路，具有硬件简单、利于工业化量产的特点。通过随机森林模型，可准确测算IGBT 结温，从而实现一种准确率高、工业实用性强的IGBT结温测量方法。

在其中一个实施例中，所述IGBT结温的特征参数包括IGBT器件的属性参数及运行参数。

在其中一个实施例中，在将所述IGBT结温的特征参数输入预设的随机森林模型的步骤之前，所述方法还包括以下步骤：构建IGBT逆变器的热仿真模型；获取多组样本数据，所述样本数据中包括IGBT结温及其相关参数；根据所述多组样本数据对所述随机森林模型进行训练。

在其中一个实施例中，所述构建IGBT逆变器的热仿真模型的步骤，具体包括：根据IGBT结温与IGBT功率损耗、第一热阻、第二热阻、第三热阻和环境温度之间的关系，构建IGBT逆变器的热仿真模型；其中，所述第一热阻为结壳热阻，所述第二热阻为壳到散热器的热阻，所述第三热阻为散热器到环境的热阻。

在其中一个实施例中，所述获取多组样本数据的步骤包括：选择符合预设条件的多组样本数据，所述预设条件包括电压范围、电流范围、开关频率范围及环境温度范围中的至少一种；对所述多组样本数据进行数据清洗，以过滤所述多组样本数据中的异常数据。