CN108072819B - Igbt的失效检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了IGBT的失效检测方法及装置，其中，包括：检测所述IGBT的当前集电极电流和当前饱和导通压降；基于一个预警温度值下的所述IGBT的第一集电极电流和第一饱和导通压降的第一对应关系，查询所述IGBT的当前集电极电流所对应的第一饱和导通压降；比较所述IGBT的当前饱和导通压降和所述对应的第一饱和导通压降，当所述IGBT的当前饱和导通压降高于所述对应的第一饱和导通压降时，则判断IGBT有失效可能；计算所述IGBT的当前热阻值，当所述IGBT的当前热阻值与预设的初始热阻值的比值高于一个预警系数时，则确定IGBT失效。本发明提供的IGBT的失效检测方法效率更高，维持费用低，并具有更高的可靠性，有利于环保，并降低了功耗。

Description

IGBT的失效检测方法和装置
技术领域
本发明涉及变频器领域，尤其涉及IGBT的失效检测方法和装置。
背景技术
变频器越来越多地应用于各个领域，其中，IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)是变频器的主要元件和主要发热源。通常对IGBT用水冷却或者空气冷却的方式散热。为了减少IGBT的基板(base plate)和冷却介质之间的热阻，通常IGBT需要装配散热器(heat sink)。其中，IGBT的基板和散热器的接触面用螺丝集成在一起。然而，由于IGBT的基板作为散热面以及散热器的接触面皆不够光滑，如果上述两个表面直接装配会导致空气进入其中，由此增加热阻。因此，通常在IGBT的基板以及散热器的接触面均匀地涂抹上导热介质以避免空气流入。比较常用的导热介质是硅油(silicongrease)。然而，硅油的性能不能维持稳定，随着IGBT使用时间变长硅油性能会变差，尤其是在热环境和高负载运转下硅油会变干。此时，IGBT的基板以及散热器的接触面会由于硅油变干重新出现空隙，空气也会重新进入，热阻会继续提高。而热量如果在IGBT中累积并变得越来越多，并且无法释放，当IGBT的结温(junction temperature)达到极限，IGBT的性能会变差、失效甚至被损坏。
为了解决上述技术问题，现有技术只能通过应用更好的硅油或采用更好的涂覆成型工艺(smearing process)来试图延长硅油的寿命。然而，硅油始终会失效，IGBT也会失效。目前我们无从得知IGBT何时会由于导热介质的失效而失效，以便及时更换IGBT。
发明内容
本发明第一方面提供了IGBT的失效检测方法，其中，包括如下步骤：S1，检测所述IGBT的当前集电极电流和当前饱和导通压降；S2，基于一个预警温度值下的所述IGBT的第一集电极电流和第一饱和导通压降的第一对应关系，查询所述IGBT的当前集电极电流所对应的第一饱和导通压降；S3，比较所述IGBT的当前饱和导通压降和所述对应的第一饱和导通压降，当所述IGBT的当前饱和导通压降高于所述对应的第一饱和导通压降时，则判断IGBT有失效可能。本发明提供的IGBT的失效检测方法效率更高，IGBT由于其基板和散热器之间的导热介质(如硅油)的性能变坏而引起的损坏可以被避免，与现有技术相比，本发明维持费用低，并具有更高的可靠性。此外，本发明的失效检测机制使得IGBT可以循环重复利用，有利于环保，并降低了功耗。
进一步地，在所述步骤S3之后还包括如下步骤：S4，计算所述IGBT的当前热阻值，当所述IGBT的当前热阻值与预设的初始热阻值的比值高于一个预警系数时，则确定IGBT失效。这提供了对IGBT更精确的判断步骤。
进一步地，所述步骤S4还包括如下步骤：检测IGBT装配的散热器的温度值，并基于如下公式
Figure BDA0001150099060000021
计算所述IGBT的当前热阻值，其中，Rth为IGBT的当前热阻值，Tj为IGBT的当前结温，Tc为所述IGBT装配的散热器的温度值，P为IGBT热损耗值。根据上述公式可以求得IGBT的当前热阻值。
进一步地，IGBT的当前结温Tj为所述预警温度值。将IGBT的当前结温视为预警温度值有利于将IGBT的基板和散热器之间的导热材料关联于IGBT的热阻值。
进一步地，所述预警系数
Figure BDA0001150099060000022
其中R0为初始热阻值。预警系数K表示IGBT的当前热阻值超过初始热阻值将要失效的临界值，通过设定预警系数K可以及时判断IGBT是否失效。
进一步地，所述第一关系是在所述预警温度值下的真空中对所述IGBT施加不同的第一集电极电流并同时测得的不同的第一集电极电流所对应第一饱和导通压降获得的。实验获取预警温度值下的IGBT的第一集电极电流和第一饱和导通压降的第一对应关系更精确、更方便有效。
本发明第二方面提供了IGBT的失效检测装置，其中，所述IGBT的失效检测装置包括一个控制器，所述控制器用于执行根据本发明第一方面所述的IGBT的失效检测方法。本发明提供的IGBT的失效检测方法效率更高，IGBT由于其基板和散热器之间的导热介质(如硅油)的性能变坏而引起的损坏可以被避免，与现有技术相比，本发明维持费用低，并具有更高的可靠性。此外，本发明的失效检测机制使得IGBT可以循环重复利用，有利于环保，并降低了功耗。
本发明第三方面提供了变频器，其中，所述变频器包括如本发明第二方面所述的IGBT的失效检测装置。本发明提供的IGBT的失效检测方法效率更高，IGBT由于其基板和散热器之间的导热介质(如硅油)的性能变坏而引起的损坏可以被避免，与现有技术相比，本发明维持费用低，并具有更高的可靠性。此外，本发明的失效检测机制使得IGBT可以循环重复利用，有利于环保，并降低了功耗。
本发明第四方面提供了IGBT的失效检测装置，其中，包括：一个第一检测装置，其用于检测所述IGBT的当前集电极电流和当前饱和导通压降；一个查询装置，其用于基于一个预警温度值下的所述IGBT的第一集电极电流和第一饱和导通压降的第一对应关系，查询所述IGBT的当前集电极电流所对应的第一饱和导通压降；一个比较装置，其用于比较所述IGBT的当前饱和导通压降和所述对应的第一饱和导通压降，当所述IGBT的当前饱和导通压降高于所述对应的第一饱和导通压降时，则判断IGBT有失效可能。本发明提供的IGBT的失效检测方法效率更高，IGBT由于其基板和散热器之间的导热介质(如硅油)的性能变坏而引起的损坏可以被避免，与现有技术相比，本发明维持费用低，并具有更高的可靠性。此外，本发明的失效检测机制使得IGBT可以循环重复利用，有利于环保，并降低了功耗。
进一步地，所述IGBT的失效检测装置还包括一个确定装置，其用于计算所述IGBT的当前热阻值，当所述IGBT的当前热阻值与预设的初始热阻值的比值高于一个预警系(K)时，则确定IGBT失效。这提供了对IGBT更精确的判断步骤。
进一步地，所述确定装置根据如下公式计算所述IGBT的当前热阻值：
Figure BDA0001150099060000031
其中，Tj为IcGBT的当前结温，Tc为所述IGBT装配的散热器的温度值，P为IGBT热损耗值。根据上述公式可以求得IGBT的当前热阻值。
进一步地，IGBT的当前结温Tj为所述预警温度值。将IGBT的当前结温视为预警温度值有利于将IGBT的基板和散热器之间的导热材料关联于IGBT的热阻值。
进一步地，所述预警系数
Figure BDA0001150099060000032
其中R0为初始热阻值。预警系数K表示IGBT的当前热阻值超过初始热阻值将要失效的临界值，通过设定预警系数K可以及时判断IGBT是否失效。
本发明第五方面还提供了变频器，其中，所述变频器包括如本发明第三方面的IGBT的失效检测装置。本发明提供的IGBT的失效检测方法效率更高，IGBT由于其基板和散热器之间的导热介质(如硅油)的性能变坏而引起的损坏可以被避免，与现有技术相比，本发明维持费用低，并具有更高的可靠性。此外，本发明的失效检测机制使得IGBT可以循环重复利用，有利于环保，并降低了功耗。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1是IGBT的电路结构示意图；
图2示例性地示出了根据本发明一个具体实施例的IGBT的失效检测方法的步骤流程图；
图3示例性地示出了根据本发明一个具体实施例的预警温度值下IGBT集电极电流和饱和导通压降的第一对应关系曲线图；
图4是根据本发明的一个具体实施例的IGBT的失效检测装置的结构示意图；
图5是根据本发明的一个具体实施例的IGBT的失效检测装置的第二检测装置的结构示意图。
附图标记说明：
100 第一检测装置
200 查询装置
300 比较装置
400 确定装置
500 第二检测装置
510 真空封闭空间
520 驱动装置
530 控制装置
540 第三测试装置
550 第一选通装置
560 第二选通装置
IGBT1、IGBT2……IGBTn 待测IGBT
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
在变频器(inverter)和电力电子领域(power electronics)中，IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)作为主要元件被越来越广泛地应用。然而，高损耗、过热、过压以及其他复杂的外部应力会损伤IGBT。IGBT作为变频器的主要组件，其可靠性影响着整个设备的稳定性和可靠性。因此，IGBT的失效检测和状态管理对于加强变频器的可靠性是非常重要的，其还有利于减少维持费以及控制变频器事故。本发明的IGBT的失效检测机制能够通过监控IGBT的基板和散热器的接触面之间的热阻来推断两个接触面之间硅油的变化，从而能够确定IGBT何时失效，并通过重新更换硅油使得IGBT能够循环利用。下文将结合IGBT应用于变频器作为优选实施例，在变频器运行过程中不能拆开IGBT和散热器从而观察到硅油的性能变化，然而当硅油逐渐变干，IGBT的基板和散热器接触面之间出现空隙，空气进入空气之中导致基板和散热器之间的热阻变大，因此本发明利用IGBT的当前导通压降是否超过预警温度值下对应的饱和导通压降，以及基板和散热器之间的当前热阻值来进行IGBT的失效检测。
需要说明的是，本发明适用于IGBT的基板和散热器之间设置所有导热介质的应用场景，并不局限于硅油作为导热介质，下文仅以硅油为例进行说明。
如图1所示，如图1所示，IGBT电路是由并联的三极管T1和二极管d1组合而成的。其中，IGBT集电极电流由Ic表示，IGBT的饱和导通压降由Vce表示。
如图2所示，本发明的IGBT的失效检测方法包括如下步骤：
首先执行步骤S1，检测所述IGBT的当前集电极电流Ic和当前饱和导通压降Vce。其中，IGBT当前的集电极电流Ic是已知的，或者是可以通过电流检测器等检测获得的，当前的饱和导通压降Vce也可以通过电压监测装置测得。
然后执行步骤S2，基于一个预警温度值T0下的所述IGBT的第一集电极电流Ic1和第一饱和导通压降Vce1的第一对应关系，查询所述IGBT的当前集电极电流Ic所对应的第一饱和导通压降Vce1。其中，预警温度值T0表示IGBT由于其基板和散热器接触面之间的硅油变干而热阻太大从而将要导致失效时的温度值，预警温度值可以根据工程师的经验、实验测试值以及具体应用场景来设定，例如，预警温度值T0可以为125摄氏度。而IGBT在该预警温度下，随着施加的集电极电流Ic逐渐提高，饱和导通压降Vce也会随着集电极电流的变化而变化，最终IGBT在该预警温度值下的集电极电流Ic和饱和导通压降Vce呈现一种对应关系，例如在预存该预警温度值T0下IGBT集电极电流和饱和导通压降的特性曲线。
接着执行步骤S3，比较IGBT的当前饱和导通压降Vce和对应的第一饱和导通压降Vce1，当所述IGBT的当前饱和导通压降高于Vce所述对应的第一饱和导通压降Vce1时，即：
Vce＞Vce1
则判断IGBT有失效可能。这是由于IGBT的饱和导通压降Vce会随着会随着结温的变化而变化，具体地，集电极电流Ic不变时，饱和导通压降Vce会随着结温的升高而变大，因此，当当所述IGBT的当前饱和导通压降高于Vce所述对应的第一饱和导通压降Vce1时，此时的IGBT结温临近预警温度值T0，有时效可能性。
最后执行步骤S4，计算所述IGBT的当前热阻值Rth，当所述IGBT的当前热阻值Rth与一个预设的初始热阻值R0的比值高于一个预警系数K时，则确定IGBT失效。具体地，为了判断IGBT是否真的时效，还需进一步计算IGBT的当前热阻值Rth。当所述IGBT的当前热阻值Rth和预设的初始热阻值R0的比值超过一个预设的预警系数K时，则确定IGBT失效。需要说明的是，这里所说的失效是指硅油变干到一定程度，使得IGBT的基板和散热器接触面之间出现空隙，空气进入空气之中导致基板和散热器之间的热阻变大，从而出现的IGBT失效。
具体地，IGBT的热阻值Rth包括两部分，其一部分是IGBT的结(junction，也就是IGBT的内核)到基板的热阻值，其另一部分是基板到散热器的热阻值。其中，IGBT的结到基板之间产生的热阻是由IGBT的自身特性决定的，例如IGBT的结构和材料等因素决定的，其在短时间会变化不大，因此可以不予考虑。如果IGBT的基板散热面和IGBT散热器的接触面以及两个接触面之间的硅油产生的热阻值的变化能够获得，硅油的性能就能获知。因此，本发明只需要考虑IGBT的基板散热面和IGBT散热器的接触面以及两个接触面之间的硅油产生的热阻值，这部分热阻值会随着硅油变干而发生显著变化。
综上，IGBT的当前热阻值是由基板到散热器的硅油变化决定的，因此可以由此来做硅油以及整个IGBT的失效检测。
其中，所述IGBT的当前热阻值：
Figure BDA0001150099060000061
其中，Tj为IGBT的结温，Tc为所述IGBT装配的散热器的温度值，P为IGBT热损耗值。IGBT的散热器的温度值Tc易于用温度传感器(temperature sensor)测得，而温度传感器在现有技术中已有成熟应用，为简明期间，此处不再赘述。进一步地，IGBT的当前结温Tj设定为所述预警温度值T0。
而IGBT热损耗值P包括IGBT在开关切换过程中的损耗(switching loss)和导通损耗(conducting loss)，其中传导损耗与IGBT的传导电流(conduction current)、切换频率(switching frequency)等因素有关，如果IGBT应用于变频器，则还需要考虑脉宽调制方式(PWM mode)和驱动电阻(driving resistor)。IGBT热损耗值P为：
P＝Ps+Psat，
其中，IGBT的开关损耗Ps＝f×Eon+f×Eoff，其中f为IGBT的开关频率，可选地为程序设定值，Eon为IGBT的开通损耗，Eoff为IGBT的关断损耗，可选地由IGBT数据表(datasheet)或IGBT厂家提供。
进一步地，IGBT的导通损耗Psat＝k1×Ic×Vce+f×Eoff，k1是和功率因素及占空比相关的系数，需要程序实时计算。
进一步地，所述预警系数
Figure BDA0001150099060000062
其中R0为初始热阻值，是能够预先设定的固定值。例如，根据本发明的一个优选实施例，初始热阻值R0是已知的，一旦温度接近或达到预警温度值T0＝125℃时，立刻计算IGBT当前的热阻值Rth。当所述IGBT的当前热阻值Rth和预设的初始热阻值R0的比值超过一个预警系数K时，则确定IGBT失效。此时，IGBT的基板和散热器之间的硅油被视为已经变干，而且需要更换。优选地，K为110％。需要说明的是，预警系数K的具体数值可以根据本领域技术人员的相关经验进行设定。
需要说明的是，当Vce＞Vce1，则判断IGBT有失效可能，但IGBT此时并非一定失效。若在执行步骤S5以后，当所述IGBT的当前热阻值Rth和预设的初始热阻值R0的比值超过一个预警系数K时，则确定IGBT失效。而此时的失效并非IGBT整个失效，仅仅是由于IGBT的基板和散热器之间的硅油变干而引起的失效，此时如果及时更换失效的硅油，重新在同一IGBT中应用新的硅油等导热介质，同一IGBT则可循环利用。因此，本发明的IGBT失效检测机制简单有效，还能节约资源。
进一步地，所述第一关系是在所述预警温度值T0下的真空中对所述IGBT施加不同的第一集电极电流Ic1并同时测得的不同的第一集电极电流Ic1所对应第一饱和导通压降Vce1获得的。需要说明的是，可选地，本领域技术技术人员应当理解，可选地，IGBT的第一集电极电流Ic1和第一饱和导通压降Vce1第一对应关系可以根据工程师的经验或者具体应用场景设定。图3是根据本发明一个具体实施例的预警温度值下的IGBT集电极电流和饱和导通压降的第一对应关系曲线图，其中，横坐标表示IGBT的第一饱和导通压降Vce1，纵坐标表示IGBT的第一集电极电流Ic1，虚线S1表示IGBT的结温在25℃时的对应关系，实线S2表示IGBT的结温在125℃时。如图2可知，在相同的第一集电极电流Ic1，IGBT的结温越高，IGBT的第一饱和导通压降Vce1越大。其中，实线S2表示在预警温度值T0下的IGBT的第一集电极电流Ic1和第一饱和导通压降Vce1之间的第一对应关系，其中，预警温度值T0＝125℃。
本发明第二方面还提供了IGBT的失效检测装置，其中，所述IGBT的失效检测装置包括一个控制器，其可以是可编程逻辑控制(PLC)，所述控制器用于执行上文所述的IGBT的失效检测方法。其中，假设IGBT应用在变频器中，可以实时地在变频器运行时通过一个外置的可编辑逻辑编辑器来执行上述步骤S1～S3，并在可编辑逻辑编辑器中存储IGBT的第一集电极电流和饱和导通压降以及相关算法等信息。本发明第四方面还提供了变频器，其包括本发明第三方面所述的IGBT的失效检测装置。其中，上文所述方法的中间信息可以存储在控制器中，或者另外的存储装置中。
如图4所示，本发明第四方面还提供了IGBT的失效检测装置。在如4所示出的一种实施方式中，包括一个第一检测装置100、一个查询装置200、一个比较确定装置300和一个确定装置。其中，第一检测装置100用于检测IGBT的当前集电极电流Ic和当前饱和导通压降Vce；查询装置200，其用于基于一个预警温度值T0下的所述IGBT的第一集电极电流Ic1和第一饱和导通压降Vce1的第一对应关系，根据所述IGBT当前的集电极电流Ic查询其对应的第一饱和导通压降Vce1。比较装置300其用于比较IGBT的当前饱和导通压降Vce和所述对应的第一饱和导通压降Vce1，当所述IGBT的当前饱和导通压降Vce高于所述对应的第一饱和导通压降Vce1时，则判断IGBT有失效可能。确定装置400用于计算IGBT的当前热阻值Rth，当所述IGBT的当前热阻值Rth和预设的初始热阻值超过一个预警系数K时，则确定IGBT失效。
进一步地，所述确定装置400根据如下公式计算所述IGBT的当前热阻值Rth：
Figure BDA0001150099060000081
其中，Tj为IGBT的当前结温，Tc为所述IGBT装配的散热器的温度值，P为IGBT热损耗值。
进一步地，所述比较确定装置300根据如下公式计算所述IGBT热损耗值(P)：
P＝Ps+Psat，
其中，Ps为IGBT的开关损耗，Ps＝f×Eon+f×Eoff，f为IGBT的开关频率，Eon为IGBT的开通损耗，Eoff为IGBT的关断损耗，
Psat为IGBT的导通损耗，Psat＝k×Ic×Vce+f×Eoff，k是功率因素和占空比的相关系数。
进一步地，IGBT的当前结温Tj为所述预警温度值。
其中，所述预警系数
Figure BDA0001150099060000082
其中R0为初始热阻值。
上述装置的上述功能的已经在上文有清楚说明，为简明起见，不再赘述。
如图5所示，所述IGBT的失效检测装置还包括一个第二检测装置500，其包括一个真空封闭空间510、一个驱动装置520、一个控制装置530、一个第三测试装置540、一个第一选通装置550和一个第二选通装置560。其中，一个真空封闭空间510中设置有复数个待测IGBT，其中，所述真空封闭空间的温度设定为所述预警温度值T0。其中，如图5所示，复数个待测IGBT用IGBT1、IGBT2……IGBTn表示，预警温度值T0＝125℃。驱动装置520耦合于所述复数个IGBT(IGBT1、IGBT2……IGBTn)的一个或多个，用于驱动所述IGBT。控制装置530用于控制所述驱动装置520给所述IGBT施加逐渐增大的集电极电流，其中，控制装置530可设置为远程控制装置，或者额外设置一远程控制单元来控制该控制装置530。第三测试装置540用于在不同第一集电极电流下的IGBT输出电流，测得该IGBT的集电极电流和饱和导通压降第一对应关系，其中，所述控制装置530还用于预存所述第一对应关系。进一步地，所述真空封闭空间510还连接有一第一选通装置550，其用于选通所述复数个IGBT中的一个或多个进行失效检测。所述真空封闭空间还连接有一第二选通装置560，其用于选通所述复数个IGBT中的一个或多个连接至负载L。
本发明第五方面还提供了变频器，其中，所述变频器包括上文所述的IGBT的失效检测装置。
本发明提供的IGBT的失效检测机制效率更高，IGBT由于其基板和散热器之间的导热介质(如硅油)的性能变坏而引起的损坏可以被避免，与现有技术相比，本发明维持费用低，并具有更高的可靠性。此外，本发明的失效检测机制使得IGBT可以循环重复利用，有利于环保，并降低了功耗。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (12)

1.IGBT的失效检测方法，其中，包括如下步骤：
S1，检测所述IGBT的当前集电极电流(Ic)和当前饱和导通压降(Vce)；
S2，基于一个预警温度值(T0)下的所述IGBT的第一集电极电流(Ic1)和第一饱和导通压降(Vce1)的第一对应关系，查询所述IGBT的当前集电极电流(Ic)所对应的第一饱和导通压降(Vce1)，其中，预警温度值T0表示IGBT由于其基板和散热器接触面之间的硅油变干而热阻太大从而将要导致失效时的温度值；
S3，比较所述IGBT的当前饱和导通压降(Vce)和所述对应的第一饱和导通压降(Vce1)，当所述IGBT的当前饱和导通压降(Vce)高于所述对应的第一饱和导通压降(Vce1)时，则判断IGBT有失效可能；
S4，计算所述IGBT的当前热阻值(Rth)，当所述IGBT的当前热阻值(Rth)与一个预设的初始热阻值(R0)的比值高于一个预警系数(K)时，则确定IGBT失效，
其中，失效是指硅油变干到一定程度，使得IGBT的基板和散热器接触面之间出现空隙，空气进入空气之中导致基板和散热器之间的热阻变大，从而出现的IGBT失效。
2.根据权利要求1所述的IGBT的失效检测方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
检测IGBT装配的散热器的温度值，并基于如下公式：
Figure FDA0003020362470000011
计算所述IGBT的当前热阻值，其中，Rth为IGBT的当前热阻值，Tj为IGBT的当前结温，Tc为所述IGBT装配的散热器的温度值，P为IGBT热损耗值。
3.根据权利要求2所述的IGBT的失效检测方法，其特征在于，IGBT的当前结温Tj为所述预警温度值。
4.根据权利要求1所述的IGBT的失效检测方法，其特征在于，所述预警系数K＝110％。
5.根据权利要求1所述的IGBT的失效检测方法，其特征在于，所述第一对应关系是在所述预警温度值(T0)下的真空中对所述IGBT施加不同的第一集电极电流(Ic1)并同时测得的不同的第一集电极电流(Ic1)所对应第一饱和导通压降(Vce1)获得的。
6.IGBT的失效检测装置，其中，所述IGBT的失效检测装置包括一个控制器，所述控制器用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的IGBT的失效检测方法。
7.变频器，其中，所述变频器包括如权利要求6所述的IGBT的失效检测装置。
8.IGBT的失效检测装置，其中，包括：
一个第一检测装置(100)，其被构造用于检测所述IGBT的当前集电极电流(Ic)和当前饱和导通压降(Vce)；
一个查询装置(200)，其被构造用于基于一个预警温度值(T0)下的所述IGBT的第一集电极电流(Ic1)和第一饱和导通压降(Vce1)的第一对应关系，查询所述IGBT的当前集电极电流(Ic)所对应的第一饱和导通压降(Vce1)，其中，预警温度值T0表示IGBT由于其基板和散热器接触面之间的硅油变干而热阻太大从而将要导致失效时的温度值；
一个比较装置(300)，其被构造用于比较所述IGBT的当前饱和导通压降(Vce)和所述对应的第一饱和导通压降(Vce1)，当所述IGBT的当前饱和导通压降(Vce)高于所述对应的第一饱和导通压降(Vce1)时，则判断IGBT有失效可能，所述IGBT的失效检测装置还包括：
一个确定装置(400)，其被构造用于计算所述IGBT的当前热阻值(Rth)，当所述IGBT的当前热阻值(Rth)与预设的初始热阻值(R0)的比值高于一个预警系数(K)时，则确定IGBT失效，
其中，失效是指硅油变干到一定程度，使得IGBT的基板和散热器接触面之间出现空隙，空气进入空气之中导致基板和散热器之间的热阻变大，从而出现的IGBT失效。
9.根据权利要求8所述的IGBT的失效检测装置，其特征在于，所述确定装置(400)根据如下公式计算所述IGBT的当前热阻值(Rth)：
Figure FDA0003020362470000021
其中，Tj为IGBT的当前结温，Tc为所述IGBT装配的散热器的温度值，P为IGBT热损耗值。
10.根据权利要求8所述的IGBT的失效检测装置，其特征在于，IGBT的当前结温Tj为所述预警温度值。
11.根据权利要求8所述的IGBT的失效检测装置，其特征在于，所述预警系数K＝110％。
12.变频器，其中，所述变频器包括如权利要求8至11任一项所述的IGBT的失效检测装置。
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