张亚玲，李志刚

（河北工业大学电气工程学院，天津 300130）

基于加速老化试验的IGBT寿命预测模型研究

张亚玲，李志刚

（河北工业大学电气工程学院，天津 300130）

绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）在工作过程中经常要承受过热和较大的温度波动，当热损伤达到一定程度时，模块极有可能出现失效，这会给电力系统造成巨大的危害。如果能根据寿命预测模型提前预估模块的寿命，便可以在模块即将失效之前进行更换，从而避免模块突然失效带来的损失。因此，考虑在检测模块壳温的条件下进行IGBT的温度循环试验，研究工况中易获得的壳温与IGBT寿命的关系模型。在已有寿命模型的基础上，提出改进的寿命预测模型，经试验数据验证准确度更高。

绝缘栅双极型晶体管；温度循环；寿命预测模型

在智能电网建设的大背景下，IGBT作为新型电力电子器件的典型代表，在智能电网的相关设备如光伏逆变器、风能变流器、储能逆变器、柔性直流换流阀等中起着至关重要的作用［1］。

IGBT经常工作在过载、过热等恶劣环境中，当受到电应力或热应力的反复冲击时，会发生疲劳损伤，引发器件失效［2］。以往文献主要以结温为主要对象研究IGBT在功率循环下的寿命［3］，其中应用较广泛的是Coffin-Manson模型［4］和LESIT模型［5］。实施功率循环试验的基本问题是试验条件的选取，由疲劳损伤理论可知在给定正向电流和试验持续时间ton的条件下，目标ΔTj是耗散能量和热阻的函数，所以很难在完全相同的试验条件下重复一个试验。……