一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法技术

本发明专利技术公开了一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法，包括：S1.对设计组不同结温变化的间歇式寿命加速实验，并采集导通电阻、阈值电压、体二极管压降、开通时间、关断时间五项特征参数；S2.对采集的特征数据进行预处理，剔除其中误差较大的数据；S3建立基于神经网络的健康水平和剩余使用价值评价模型，包括：特征变换模块和健康水平和剩余使用价值判别模块。本发明专利技术能估计MOS场效应管的运行状态，防止由器件老化引起的不可预见的失效与灾难的发生，同时，能够估计MOS场效应管是否有再使用价值，对有剩余价值的MOS场效应管再使用，从而达到节约资源，低碳环保的目的。低碳环保的目的。低碳环保的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法


[0001]本专利技术涉及一种金属氧化物半导体绝缘栅场效应管的健康水平和剩余使用价值评估的方法和使用方法，属于高功率半导体健康水平检测领域。

技术介绍

[0002]功率变流器在可再生能源、汽车产业、航空航天等领域得到了越来越广泛的应用，这些领域对变流器的可靠性也越来越重视。绝缘栅场效应管是功率变流器的核心器件，也是最易老化损坏的器件之一，由器件老化引起的不可预见的失效故障，会带来高额的维修成本，甚至可能引起灾难性的事故发生。所以在使用时需要监控其健康水平防止这些器件在使用时发生灾难。对于一些废旧的功率变流器，其上面的金属氧化物半导体绝缘栅场效应管有可能尚属于健康水平，能够再次利用，需要一种评估方法去评判其剩余使用价值。
[0003]目前现有的金属氧化物半导体绝缘栅场效应管的健康检测都是通过单因素进行检测，单因素存在着检测不准，不能够对多种失效形式进行评判，并且现有的技术缺乏对金属氧化物半导体绝缘栅场效应管剩余价值的评估方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法，以期能估计MOS场效应管的运行状态，防止由器件老化引起的不可预见的失效与灾难的发生，同时，能够估计MOS场效应管是否有再使用价值，对有剩余价值的MOS场效应管再使用，从而达到节约资源，低碳环保的目的。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法的特点在于，包括：
[0007]S1.对同一种型号的MOS场效应管设计A组不同结温变化的间歇式寿命加速实验，并采集导通电阻、阈值电压、体二极管压降、开通时间、关断时间五项特征参数；
[0008]步骤S1.1.设置第a组间歇式寿命加速实验的循环周期总数为N
a
、当前循环周期数为n
a
；定义第a组间歇式寿命加速实验的当前采集次数为f
a
，定义第a组间歇式寿命加速实验每循环M
a
次实验采集一次数据，定义第a组间歇式寿命加速实验的结温的变化幅度为Temp
a
；初始化n
a
＝1、f
a
＝1；
[0009]步骤S1.2.在第n
a
个循环周期下，对老化试验台上的MOS场效应管通入直流电，并在T1时间内使结温从室温temp升高变化幅度Temp
a
并达到预定温度temp+Temp
a
；
[0010]步骤S1.3.当结温达到预定温度temp+Temp
a
时，断开直流电，并在T2时间内，通过水冷系统使结温从预定温度temp+Temp
a
降低到室温temp；
[0011]步骤S1.4.n
a
+1赋值给n
a
，并返回步骤S1.2，直到n
a
＝f
a
×
M
a
为止；
[0012]步骤S1.5.从老化试验台上取下MOS场效应管，并使用静态检测仪第f
a
次离线测量老化试验后的MOS场效应管的导通电阻、阈值电压、体二极管压降的三项静态参数，再使用动态检测仪第f
a
次离线测量其开通时间、关断时间的两项动态参数，共得到第a组间歇式寿
命加速实验的第f
a
组特征数据，其中，任意第f
a
组特征数据x(f
a
)包括五个参数；a∈[1,A]，n
a
∈[1,N
a
]，f
a
∈[1,F]，M
a
＜n
a
；
[0013]步骤S1.6.将f
a
+1赋值给f
a
后，按照步骤S1.1
‑
S1.5的方式，从而得到第a组间歇式寿命加速实验的组特征数据，进而得到A组间歇式寿命加速实验的X组特征数据；
[0014]S2.对采集的特征数据进行预处理，剔除其中误差较大的数据；
[0015]S2.1.计算第a组间歇式寿命加速实验的组特征数据中每个参数的平均值，从而得到均值向量avg
a
；
[0016]S2.2.计算第a组间歇式寿命加速实验的组特征数据中每个参数的平均值与其标准差的估计值，从而得到估计向量s
a
；
[0017]S2.3.初始化f
a
＝1；
[0018]S2.4.计算第f
a
组特征数据x(f
a
)的统计量g
h
＝|x(f
a
)
‑
avg
a
|/s
a
；
[0019]S2.5.当统计量g
h
大于Grubbs检验法的临界值表中规定的标准值，则将第f
a
组特征数据x(f
a
)设置为空向量；
[0020]S2.6.将f
a
+1赋值给f
a
，并返回步骤S2.4顺序执行，直到为止，从而得到预处理后的组特征数据；
[0021]S3建立基于神经网络的健康水平和剩余使用价值评价模型，包括：特征变换模块和健康水平和剩余使用价值判别模块；
[0022]S3.1所述特征变换模块包括：线性处理层、归一化处理层、加权处理层；所述线性处理层中设置有五组并行的线性处理函数；所述归一化处理层包含有四个归一化神经元；
[0023]S3.1.1将所述X组特征数据输入到特征变换模块中的线性处理层，并分别经过五组并行的线性处理函数的处理后，相应输出第一特征数据组X1、第二特征数据组X2、第三特征数据组X3、第四特征数据组X4、第五特征数据组X5；
[0024]S3.1.2五个特征数据组X1,X2,X3,X4,X5经过所述归一化处理层的处理后输出特征数据组{X
1,c
,X
2,c
,X
3,c
,X
4,c
,X
5,c
,|c＝1,2,3,4}，其中，X
1,c
表示第一特征数据组X1经过第c个归一化神经元处理后的数据集，X
2,c
表示第二特征数据组X2经过第c个归一化神经元处理后的数据集，X
3,c
表示第三特征数据组X3经过第c个归一化神经元处理后的数据集，X
4,c
表示第四特征数据组X4经过第c个归一化神经元处理后的数据集，X
5,c
表示第五特征数据组X5经过第c归一化神经元处理后的数据集；
[0025]S3.1.3将经过归一化处理层输出的数据集{X
1,c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOS场效应管的健康水平和剩余使用价值评价方法，其特征在于，包括：S1.对同一种型号的MOS场效应管设计A组不同结温变化的间歇式寿命加速实验，并采集导通电阻、阈值电压、体二极管压降、开通时间、关断时间五项特征参数；步骤S1.1.设置第a组间歇式寿命加速实验的循环周期总数为N
a
、当前循环周期数为n
a
；定义第a组间歇式寿命加速实验的当前采集次数为f
a
，定义第a组间歇式寿命加速实验每循环M
a
次实验采集一次数据，定义第a组间歇式寿命加速实验的结温的变化幅度为Temp
a
；初始化n
a
＝1、f
a
＝1；步骤S1.2.在第n
a
个循环周期下，对老化试验台上的MOS场效应管通入直流电，并在T1时间内使结温从室温temp升高变化幅度Temp
a
并达到预定温度temp+Temp
a
；步骤S1.3.当结温达到预定温度temp+Temp
a
时，断开直流电，并在T2时间内，通过水冷系统使结温从预定温度temp+Temp
a
降低到室温temp；步骤S1.4.n
a
+1赋值给n
a
，并返回步骤S1.2，直到n
a
＝f
a
×
M
a
为止；步骤S1.5.从老化试验台上取下MOS场效应管，并使用静态检测仪第f
a
次离线测量老化试验后的MOS场效应管的导通电阻、阈值电压、体二极管压降的三项静态参数，再使用动态检测仪第f
a
次离线测量其开通时间、关断时间的两项动态参数，共得到第a组间歇式寿命加速实验的第f
a
组特征数据，其中，任意第f
a
组特征数据x(f
a
)包括五个参数；a∈[1,A]，n
a
∈[1,N
a
]，f
a
∈[1,F]，M
a
＜n
a
；步骤S1.6.将f
a
+1赋值给f
a
后，按照步骤S1.1
‑
S1.5的方式，从而得到第a组间歇式寿命加速实验的组特征数据，进而得到A组间歇式寿命加速实验的X组特征数据；S2.对采集的特征数据进行预处理，剔除其中误差较大的数据；S2.1.计算第a组间歇式寿命加速实验的组特征数据中每个参数的平均值，从而得到均值向量avg
a
；S2.2.计算第a组间歇式寿命加速实验的组特征数据中每个参数的平均值与其标准差的估计值，从而得到估计向量s
a
；S2.3.初始化f
a
＝1；S2.4.计算第f
a
组特征数据x(f
a
)的统计量g
h
＝|x(f
a
)
‑
avg
a
|/s
a
；S2.5.当统计量g
h
大于Grubbs检验法的临界值表中规定的标准值，则将第f
a
组特征数据x(f
a
)设置为空向量；S2.6.将f
a
+1赋值给f
a
，并返回步骤S2.4顺序执行，直到...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贺，黄海鸿，李新宇，刘志峰，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：