[发明专利]一种功率IGBT模块的寿命预测方法

摘要

一种功率IGBT模块的寿命预测方法，该方法基于实时温度监测，首先，由实时监测的温度获得其离散有限序列，将此序列进行线性拟合，得到连续函数，再经傅里叶变换为正弦量，按电路解析方法，通过寿命损耗调节函数C，求解在寿命消耗函数R(T)和Rc上寿命损耗，进而预测出功率IGBT模块的剩余寿命。

主权项

一种功率IGBT模块的寿命预测方法，其特征在于该方法基于实时温度监测，首先，由实时监测的温度获得其离散有限序列，将此序列进行线性拟合，得到连续函数，再经傅里叶变换为正弦量，按电路解析方法，通过寿命损耗调节函数C，求解在寿命消耗函数R(T)和Rc上的寿命损耗，进而预测出功率IGBT模块的剩余寿命；IGBT模块结温以一定频率和幅值波动时，功率IGBT模块的瞬时寿命损耗P依式(1.1)计算所述式(1.1)中T(t)为将实时监测得到结温T的离散有限序列进行线性拟合得到表征T随时间t变化的连续函数；ω为角频率，ω＝2πfT，fT为IGBT模块结温变化频率，所述功率IGBT模块累积消耗的寿命θs根据式(2.1)计算当IGBT以恒定结温运行时，P依式(1.2)计算，累积消耗寿命根据式(2.2)计算ts为IGBT模块实际运行时间，tz是实际工况下的最终可运行时间，模块剩余寿命Lr如式(3)，Lr＝L‑θs(3)，L为功率IGBT总寿命；所述式(1.1)的参数中，R(T)、Rc和C的获取过程如下：需要选取相同型号的功率IGBT模块3组，每组m个，m≥1，将3组模块分别在按以下步骤操作1)模块组1运行在恒定结温T1下，得到n1个采样时间点，对应的温度序列和剩余寿命值，每组得到m个总寿命值，将总寿命值求平均值得L1；2)让其他两组模块围绕结温T1，分别在正弦波动下运行，所述正弦波幅值固定，频率分别为f1、f2，分别得到对应的温度序列，m个总寿命值，各自将总寿命值求平均值得L2，L3；L1带入式 (3)，L2，L3带入式(3)联立可得到R(T)、Rc和C的离散值，改变T1，得到不同温度状态下的R(T)、Rc和C参数矩阵，将这3个参数矩阵进行拟合，即得到R(T)、Rc及C。