一种内嵌SiC-GTO器件正向阻断特性监测与诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种内嵌SiC‑GTO器件正向阻断特性监测与诊断方法，该方法在高温反偏试验的基础上，针对SiC‑GTO功率器件提出以AG结电学特性作为器件阻断电压的间接表征参数，并基于所设计监测采样电路和相关向量机算法对器件的正向阻断性能进行评估，整套方法可有效的对SiC‑GTO器件正向阻断特性进行在线监测；该方法填补了目前对SiC‑GTO正向特性阻断内嵌监测与诊断方法研究的空白，通过选取低压特征参数对正向阻断特性进行间接表征，克服了目前器件阻断特性测试过程中对专用高压设备的依赖性，并通过内嵌监测电路可在线对SiC‑GTO器件正向阻断特性监测，实现监测电路与功率电路本身的高度集成，应用场合灵活，节约经济成本和人力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌SiC-GTO器件正向阻断特性监测与诊断方法
本专利技术涉及SiC-GTO功率器件健康状态的内嵌监测与诊断
，具体是一种内嵌SiC-GTO器件正向阻断特性监测与诊断方法。
技术介绍
近年来，基于宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)的高压功率器件迅速发展。SiC-GTO功率器件具有高阻断电压、大电流、快速关断、低正向导通压降以及耐高温等优点，同时具有比SiCMOSFET更低的导通电阻，比SiIGBT和SiCIGBT更低的导通压降、更低的功耗和更高的工作温度，使得SiC-GTO功率器件成为高压、大功率应用的研究热点。功率器件是影响电力电子系统可靠性的最主要部件之一，其性能的优劣直接影响电力电子系统的整体可靠性，因此对SiC-GTO器件可靠性及在线监测方法的研究极其必要。电力电子功率器件应用的主要特性就是耐高压、大电流及高温，由这些综合应力导致SiC-GTO的阻断电压产生退化。而器件的阻断电压作为衡量其性能的重要参数，由于高达几千伏，测量过程中需采用专门高压设备(如半导体参数测试仪等)进行移位测量，由于该类设备制造成本高，设备占据空间体积较大，且测试设备需要精度高，不适合搬移，无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内嵌SiC‑GTO器件正向阻断特性监测与诊断方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，通过高温反偏试验对SiC‑GTO器件进行老化加速试验，并测试不同试验时长下器件正向阻断特性与静态特性间的关系，根据测试结果选取器件GA两端漏电流作为所述器件正向阻断特性表征参数；步骤二，基于所设计器件的监测采样电路对GA端的伏安特性曲线进行采集，所述器件在正常情况下漏电流为nA级别，采集不同试验时长下对AG和GA端的伏安特性曲线；步骤三，对GA端的伏安特性曲线进行信号处理，提取其特征参数；步骤四，将处理后的伏安特性曲线作为样本，相应正向阻断电压值作为预测值，将样本分为训练样本和测试样本，并基于训练样本对相...

【技术特征摘要】
1.一种内嵌SiC-GTO器件正向阻断特性监测与诊断方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，通过高温反偏试验对SiC-GTO器件进行老化加速试验，并测试不同试验时长下器件正向阻断特性与静态特性间的关系，根据测试结果选取器件GA两端漏电流作为所述器件正向阻断特性表征参数；步骤二，基于所设计器件的监测采样电路对GA端的伏安特性曲线进行采集，所述器件在正常情况下漏电流为nA级别，采集不同试验时长下对AG和GA端的伏安特性曲线；步骤三，对GA端的伏安特性曲线进行信号处理，提取其特征参数；步骤四，将处理后的伏安特性曲线作为样本，相应正向阻断电压值作为预测值，将样本分为训练样本和测试样本，并基于训练样本对相关向量机预测模型进行训练；步骤五，基于所训练好的相关向量机模型对步骤四选取的测试样本进行评估，实现SiC-GTO器件正向阻断特性的状态监测。2.根据权利要求1所述的一种内嵌SiC-GTO器件正向阻断特性监测方法，其特征在于：在步骤二中，所述监测采样电路从0V到5V之间以小于0.1V的步进间隔不断增大GA间电压，并基于监测采样电路中的采样电阻将nA级的电流信号转换为电压信号，通过控制器对监测采样电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利芳，邢占强，李俊焘，刘寅宇，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51