一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种SiC基电机驱动器件的老化预测方法


[0001]本专利技术涉及电子信息
，具体涉及一种
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法
。

技术介绍

[0002]随着高铁
、
电动汽车时代的到来，功率半导体的数量和质量需求日益增加
。
用于驱动电机的
Si
功率半导体的性能已达极限，高能效
、
低能耗的第三代半导体成为时代发展的优选
。
第三代半导体
SiC
在绝缘击穿电场
、
饱和漂移速度
、
导热率等性能方面远胜
Si
，同时拥有着开关速度快
、
尺寸小
、
散热迅速等特性
。
[0003]SiC
器件与
Si
器件相比，在材料
、
结构等方面有所不同，在器件特性上也存在一些差异
。SiC
单晶基板因位错密度较高，且栅极氧化膜加载着大电场，应力持续存在，
SiC
功率
MOSFET
和
IGBT
容易发生老化，导致性能退化
。
[0004]现有的老化测试方式主要通过测量
SiC
基器件在仪器设备营建的综合环境下的老化数据，进行曲线拟合，再代入现实工况数据进行评估
。
其未实时监控
SiC
基器件的运行情况，并未根据真实运行情况进行动态评估，不能正确反映出器件的老化和失效程度
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法解决了现有老化测试方法未实时监控
SiC
基器件的运行情况，并未根据真实运行情况进行动态评估，不能正确反映出器件的老化和失效程度的问题
。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，包括以下步骤：
S1、
对各个
SiC
基电机驱动器件，进行驱动不同额定功率电机的老化实验，得到多个性能状态值时间序列；
S2、
对各个性能状态时间序列进行有限长单位抽样的均值和方差计算，得到各个性能状态均值时间序列和性能状态方差时间序列；
S3、
根据各个性能状态均值时间序列和性能状态方差时间序列，率定
SiC
基电机驱动器件性能短时预测模型的参数；
S4、
通过
SiC
基电机驱动器件性能短时预测模型得到
SiC
基电机驱动器件下一时刻的性能状态估计值，作为老化预测结果
。
[0007]本专利技术的有益效果为：通过本专利技术提供的方法，可利用有限长单位抽样的均值和方差计算，获取
SiC
基电机驱动器件的动态的性能状态统计学信息，并据此自适应调整
SiC
基电机驱动器件性能短时预测模型，对下一时刻的
SiC
基电机驱动器件性能进行短时预估，完成老化预测，实时地监控了
SiC
基器件的运行情况，并根据真实运行情况进行动态评估，正确精准地反映出器件的老化和失效程度
。
[0008]进一步地，所述
S1
中的性能状态值时间序列包含元素的表达式为：
，其中，为
SiC
基电机驱动器件索引，为电机额定功率值，为当前时刻，为性能状态值时间序列长度，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的性能状态值时间序列，至分别为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态值
。
[0009]上述进一步方案的有益效果为：性能状态值时间序列的设置，充分考虑了不同
SiC
基电机驱动器件的个体差异以及负载功率所带来的影响，且采用时间倒序的序列排布方式，利于动态时序处理
。
[0010]进一步地，所述性能状态值计算的表达式为：，其中，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻阈值电压，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻导通电阻，为阈值电压加权系数，为导通电阻加权系数
。
[0011]上述进一步方案的有益效果为：阈值电压和导通电阻是作为功率器件的
SiC
基
MOSFET
或
IGBT
的重要性能参数，也是关键性能参数
。
[0012]进一步地，所述
S2
中有限长单位抽样均值计算的表达式为：，，其中，为有限长单位抽样的长度，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的性能状态均值时间序列，至分别为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态均值，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态值，为累加运算时间变量索引
。
[0013]进一步地，所述
S2
中有限长单位抽样方差计算的表达式为：，，其中，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的性能状态方差时间序列，至分别为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时
刻至时刻性能状态方差， 为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻性能状态均值
。
[0014]上述进一步方案的有益效果为：通过有限长单位抽样的计算方式，可以动态抽头地捕捉
SiC
基电机驱动器件性能状态的均值和方差变化，而非稀疏间隔的单值
。
[0015]进一步地，所述
S3
和
S4
中的老化失效短时预测模型的表达式为：，其中，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻性能状态估计值，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻性能状态均值，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻性能状态方差，为第阶均值加权系数，为第阶方差加权系数，为阶序号，为阶数，为值在闭区间内的伪随机数
。
[0016]上述进一步方案的有益效果为：基于性能状态的均值的时间倒序多阶加权运算短时预测下一时刻的均值，并通过相同原理的方差预测和基于方差的概率性微调，实现对下一时刻性能状态的统计学估计
。
[0017]进一步地，所述
S3
包括：根据各个性能状态均值时间序列，率定
SiC
基电机驱动器件性能短时预测模型的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
对各个
SiC
基电机驱动器件，进行驱动不同额定功率电机的老化实验，得到多个性能状态值时间序列；
S2、
对各个性能状态时间序列进行有限长单位抽样的均值和方差计算，得到各个性能状态均值时间序列和性能状态方差时间序列；
S3、
根据各个性能状态均值时间序列和性能状态方差时间序列，率定
SiC
基电机驱动器件性能短时预测模型的参数；
S4、
通过
SiC
基电机驱动器件性能短时预测模型得到
SiC
基电机驱动器件下一时刻的性能状态估计值，作为老化预测结果
。2.
根据权利要求1所述的
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，其特征在于，所述
S1
中的性能状态值时间序列包含元素的表达式为：，其中，为
SiC
基电机驱动器件索引，为电机额定功率值，为当前时刻，为性能状态值时间序列长度，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的性能状态值时间序列，至分别为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态值
。3.
根据权利要求2所述的
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，其特征在于，所述性能状态值计算的表达式为：，其中，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻阈值电压，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻导通电阻，为阈值电压加权系数，为导通电阻加权系数
。4.
根据权利要求2所述的
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，其特征在于，所述
S2
中有限长单位抽样均值计算的表达式为：，，其中，为有限长单位抽样的长度，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的性能状态均值时间序列，至分别为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态均值，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态值，为累加运算时间变量索引
。5.
根据权利要求4所述的
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，其特征在于，所述
S2
中
有限长单位抽样方差计算的表达式为：，，其中，为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的性能状态方差时间序列，至分别为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻至时刻性能状态方差， 为第个
SiC
基电机驱动器件驱动额定功率为的电机时的时刻性能状态均值
。6.
根据权利要求5所述的
SiC
基电机驱动器件的老化预测方法，其特征在于，所述<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝乐，齐敏，顾瑞娟，张艳丽，常佳峻，
申请(专利权)人：山东芯赛思电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：