一种功率器件剩余寿命预测方法技术

本发明专利技术提供一种功率器件剩余寿命预测方法，包括：获得功率器件在不同应力水平下的老化过程的全生命周期数据和退化表征量‑循环次数数据；拟合应力‑寿命数据建立其解析寿命模型；将功率器件在不同应力水平下的退化表征量‑循环次数数据表示为退化表征量‑累积损伤度数据；获取动态工况下待预测的功率器件的历史应力数据及退化表征量数据；将其退化表征量数据表示成退化表征量‑累积损伤度数据；使用退化轨迹相似性寿命预测方法对动态工况下的功率器件的剩余使用寿命进行预测。本发明专利技术能够对功率器件的剩余寿命进行更准确地预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功率半导体器件可靠性领域，尤其涉及一种功率器件剩余寿命预测方法。

技术介绍

1、功率半导体器件是实现电能变换的核心器件，被广泛应用到智能电网、高速铁路牵引、工业变频、新能源汽车等领域，其可靠性是影响电力电子系统可靠性的关键因素。功率半导体器件故障占整个电力电子变换器故障31％，是电力电子变换器中最脆弱的环节。

2、功率半导体器件的失效模式可以分为随机失效和老化失效。其中，随机失效通常是由使用或设计不当引起的过电热应力造成，可以通过增加保护电路、优化系统及器件设计和改进制造封装工艺等措施降低随机失效风险。而多层封装材料之间热膨胀系数的差异造成的热失配使得器件在承受高温及温度变化时产生交变热应力，是器件发生疲劳老化的主要原因。焊接层疲劳开裂和键合线脱落是器件老化失效的两个主要的表现形式。器件的老化失效进程伴随其应用的整个生命周期，是必然发生的。因此，对功率器件进行健康状态评估和剩余使用寿命(remaining useful life，rul)预测对于降低电力电子系统非计划停机风险、实现长期安全可靠运行尤为关键。p>

3、现有功本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，退化表征量是指随功率器件老化过程发生单调变化的器件参数物理量。

3.根据权利要求1所述的一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，功率器件在不同应力水平下的寿命是指从试验开始到退化表征量的变化达到所给定的失效阈值的循环次数；功率器件解析寿命模型选择Coffin-Manson模型、Lesit模型或Bayerer模型，其表达式分别为：

4.根据权利要求1所述的一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，退化表征量是指随功率器件老化过程发生单调变化的器件参数物理量。

3.根据权利要求1所述的一种功率器件剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，功率器件在不同应力水平下的寿命是指从试验开始到退化表征量...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇志杰，范涛，温旭辉，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：