CN113219315A - 基于结温归一化的逆变器igbt老化在线监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法及系统，属于电力电子设备核心器件可靠性领域，包括：结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行参数识别；基于新型的集射极饱和压降V_{ce_on}采样电路，提出了一种在线监测逆变器IGBT键合线老化的方法；该采样电路可以捕获V_{ce_on}随集电极电流I_c而变化的全周期波形，从而获得老化及结温的特征参数以进行状态监测；通过结温归一化可以消除结温对于状态监测的干扰；最终，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

Description

基于结温归一化的逆变器IGBT老化在线监测方法及系统

技术领域

本发明属于电力电子设备核心器件可靠性领域，更具体地，涉及一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法及系统。

背景技术

目前，逆变器在新能源发电、交通运输及工业自动化等领域得到了越来越广泛的应用。绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)模块是功率变流器的核心器件，其健康状态影响功率变换器的安全可靠运行。据统计，IGBT、MOSFET等功率半导体器件是逆变器中最脆弱的器件，占据了逆变器失效原因的30％以上。

逆变器的工作环境复杂、开关频率高，IGBT在工作过程中经受大量的热应力、过电压、过电流等冲击导致其失效。IGBT的失效主要可以分为两类：封装失效和芯片失效。封装失效是由于热应力冲击导致的，IGBT内部材料热膨胀系数不同将导致其内部结构热应力受力不均匀，导致键合线、焊料层常常因此受到损伤。芯片失效是由于过电压、过电流等电气过应力导致。芯片失效与模块瞬时的工作状态有关，属于突发性失效很难预见，而IGBT模块封装失效过程缓慢，周期较长，具有必然性和可预见性，这为实施状态监测提供了可能性。在实际的应用中，IGBT模块疲劳失效的最终形式多表现为键合线完全脱落或者断裂，IGBT键合线状态监测对于提高变流器的可靠性十分必要。

从线性度，精度，在线测量能力，灵敏度等多个方面进行综合评价集射极饱和压降、栅极电压、开通关断时间等状态监测特征参数，集射极饱和压降V_{ce_on}比其他参数拥有更好的老化灵敏度、在线测量能力和测量精度。虽然V_{ce_on}非常适合作为IGBT的老化状态监测参数，但是其与结温存在着强烈的耦合关系，在进行老化状态监测的过程中容易受到结温的干扰，因此如何消除结温对老化状态监测的干扰是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法及系统，通过结温归一化可以消除结温对于老化状态监测的干扰。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法，包括：

(1)结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；

(2)选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行温度偏移参数识别；

(3)基于集射极饱和压降采样电路，捕获集射极饱和压降随集电极电流而变化的全周期采样波形；

(4)基于全周期采样波形获得特征参数进行状态监测，并通过结温归一化消除结温对于状态监测的干扰，并将归一化后的特征参数值作为老化指标；

(5)在逆变器运行过程中，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

在一些可选的实施方案中，由

建立老化模型，其中，V₀和R₀分别是在参考结温T_j0下IGBT芯片的饱和压降及IGBT模块通态阻值；k₁和k₂分别是V₀和R₀的温度偏移系数，V_{ce_on}是集射极饱和压降，I_c是集电极电流，T_j是实时结温，项1对应k₁(T_j-T_j0)，项2对应[R₀+k₂(T_j-T_j0)]·I_c。

在一些可选的实施方案中，步骤(2)包括：

(2.1)在集电极电流I_c远小于结点电流I_int(常规值为3～10A)的情况下，忽略老化模型中的项2，称此时的V_{ce_on}为V_{ce_L}，其中，V_{ce_L}的特征识别式为V_{ce_L}＝V₀-k₁(T_j-T_j0)，并将V_{ce_L}作为IGBT结温的特征参数；

(2.2)在I_c远大于I_int的情况下，老化模型中的项1远小于项2，忽略项1，称此时的V_{ce_on}为V_{ce_H}，且V_{ce_H}的特征识别式为V_{ce_H}＝V₀+[R₀+ΔR_BW+k₂(T_j-T_j0)]·I_c，当IGBT键合线损伤时，随之产生的通态阻值变化ΔR_BW将引起V_{ce_H}的显著变化，将V_{ce_H}作为IGBT键合线老化的特征参数；

(2.3)使用V_{ce_L}的特征识别式和V_{ce_H}的特征识别式进行参数识别得到温度偏移参数k₁、k₂。

在一些可选的实施方案中，上桥臂IGBT的集射极饱和压降采样电路包括：第一耗尽型MOSFET、第一电阻、第二电阻、第二耗尽型MOSFET、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第八电阻；

第一耗尽型MOSFET的漏极连接上桥臂IGBT中的集电极端，第一耗尽型MOSFET的源极连接第一电阻的一端，第一耗尽型MOSFET的栅极连接第二电阻的一端，第一电阻的另一端与第二电阻的另一端连接后，与第二耗尽型MOSFET的漏极连接，第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第一运算放大器组成二阶RC滤波电路，第二耗尽型MOSFET的漏极连接第三电阻的一端，第二耗尽型MOSFET的源极接地，第八电阻的一端接地，另一端接二阶RC滤波电路的输出。

在一些可选的实施方案中，下桥臂IGBT的集射极饱和压降采样电路包括：第三耗尽型MOSFET、第九电阻、第十电阻、第四耗尽型MOSFET、第十一电阻、第十二电阻、第三电容、第四电容、第二运算放大器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻及第十六电阻；

第三耗尽型MOSFET的栅极与第九电阻的一端连接，第三耗尽型MOSFET的源极与第十电阻的一端连接，第九电阻的另一端连接第十电阻的另一端后，与下桥臂IGBT中的发射极端连接，第三耗尽型MOSFET的漏极连接第四耗尽型MOSFET的漏极及第十一电阻的一端，第四耗尽型MOSFET的源极接地，第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第三电容、第四电容及第二运算放大器组成二阶RC滤波电路，第十六电阻的一端接地，另一端接二阶RC滤波电路的输出。

在一些可选的实施方案中，步骤(4)包括：

(4.1)基于采样得到的V_{ce_L}，依照V_{ce_L}的特征识别式预估待测IGBT当前周期内的结温；

(4.2)在目标温度下测定各个老化阶段的饱和压降作为各老化阶段的老化阈值，选取目标温度下IGBT键合线健康时的饱和压降V_{ce_H0}为基准值；

(4.3)基于同一调制周期内采样得到的V_{ce_H}，依照测定的温度偏移系数k₂进行结温归一化，得到归一化后的偏移值，并以归一化后的偏移值作为老化指标。

在一些可选的实施方案中，由

得到归一化后的偏移值ΔV_{ce_H} ^*，其中，V_{ce_H}(T_j)表示在当前周期内的结温T_j下IGBT键合线老化时的饱和压降V_{ce_H}，V_{ce_H0}(25℃)表示25℃下IGBT键合线健康时的饱和压降。

按照本发明的另一方面，提供了一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测系统，包括：

老化模型构建模块，用于结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；

特征识别模块，用于选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行温度偏移参数识别；

采样模块，用于基于集射极饱和压降采样电路，捕获集射极饱和压降随集电极电流而变化的全周期采样波形；

结温归一化模块，用于基于全周期采样波形获得特征参数进行状态监测，并通过结温归一化消除结温对于状态监测的干扰，并将归一化后的特征参数值作为老化指标；

老化监测模块，用于在逆变器运行过程中，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行参数识别；基于新型的集射极饱和压降V_{ce_on}采样电路，捕获V_{ce_on}随集电极电流而变化的全周期波形，从而获得老化和结温特征参数以进行状态监测。通过结温归一化可以消除结温对于老化状态监测的干扰。

2、在调制周期内获得V_{ce_on}随集电极电流I_c变化的全周期波形，且无需要向变流器注入电流或修改控制信号，该监测方法不会影响变流器的工作状态。

3、V_{ce_on}的全周期波形为IGBT模块的在线状态监测提供更多的健康信息，包括老化特征参数和结温特征参数；通过结温归一化，可以消除结温对于IGBT键合线老化指标的影响，进而提高了逆变器IGBT键合线老化监测的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种IGBT模块键合线等效模型；

图3是本发明实施例提供的一种集电射极通态压降V_{ce_on}采样电路；

图4是本发明实施例提供的一种U相上桥臂IGBT不同老化阶段下的集电极-发射极导通压降V_{ce_on}的监测波形；

图5是本发明实施例提供的一种U相上桥臂IGBT的不同结温下集电极-发射极导通压降V_{ce_on}波形。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。

下面以某三相逆变电路为具体实施例，具体参数详见表1。利用基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法针对其逆变器IGBT进行键合线老化的在线监测，并结合附图对本发明作进一步详细描述。

表1三相逆变电路参数

类别	参数
		直流电压	350V
调制方式	PWM
		开关频率	20kHz
IGBT模块	BSM75GB170DN2
		键合线损坏	0-6根
结温波动	25-100℃

如图1所示，本发明实施例包括以下步骤：

S1：结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；

以BSM75GB170DN2型IGBT模块为例，该模块内的IGBT和Diode均包含8条键合线，如图2所示。健康状态下，IGBT模块的饱和压降受到T_j和I_c的影响，所示：

式中：V₀和R₀分别是在参考结温T_j0下IGBT芯片的饱和压降及IGBT模块通态阻值；k₁和k₂分别是V₀和R₀的温度偏移系数，V_{ce_on}是集射极饱和压降，I_c是集电极电流，T_j是实时结温。

S2：选择老化及结温的特征参数(V_{ce_H}和V_{ce_L})，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行温度偏移参数k₁、k₂识别，具体地：

S2.1：在集电极电流I_c远小于结点电流I_int(BSM75GB170DN2为3A)的情况下，老化模型中的项2可以忽略不计，称此时的V_{ce_on}为V_{ce_L}，如下式所示：

V_{ce_L}＝V₀-k₁(T_j-T_j0)

V_{ce_L}与结温T_j有着良好的线性关系，且不受IGBT老化的影响，这意味着V_{ce_L}可以作为IGBT结温的特征参数；

在本发明实施例中，集电极电流I_c远小于结点电流I_int表示I_c<<I_int，其含义如下：若I_int与I_c相加，和的近似值与I_int相等，则I_c远小于I_int，记作I_c<<I_int。性质：若I_c<<I_int，则在不精确的求和计算中可忽略I_c的存在。一般来讲，如果I_c比I_int小2个数量级以上，一般认为I_c<<I_int。

S2.2：在I_c远大于I_int的情况下，老化模型的项1远小于项2，可以忽略不计，称此时的V_{ce_on}为V_{ce_H}，如下式所示：

V_{ce_H}＝V₀+[R₀+ΔR_BW+k₂(T_j-T_j0)]·I_c

当IGBT键合线损伤时，随之产生的通态阻值变化ΔR_BW将引起V_{ce_H}的显著变化，这意味V_{ce_H}可以作为IGBT键合线老化的特征参数；

在本发明实施例中，I_c远大于I_int表示I_c>>I_int，其含义如下：若I_c与I_int相加，和的近似值与I_c相等，则I_c远大于I_int，记作I_c>>I_int。一般来讲，如果I_c比I_int大5倍以上，一般认为I_c>>I_int。性质：若I_c＞＞I_int，则在不精确的求和计算中可忽略I_int的存在。

S2.3：针对BSM75GB170DN2型IGBT模块进行参数识别可得k₁＝-2.065mv/℃、k₂＝0.328mv/(A·℃)。

S3：基于新型的集射极饱和压降V_{ce_on}采样电路，捕获V_{ce_on}随集电极电流而变化的全周期波形；

三相逆变器U相的V_{ce_on}采样电路如图3所示。老化特征参数(V_{ce_H1}，V_{ce_H2})和结温特征参数(V_{ce_L1}，V_{ce_L2})也在V_{ce_on}波形中进行了标记。以三相逆变器U相上桥臂IGBT中的DUT1为例说明采样电路的工作过程，DUT1采样电路的参考电位点为GGND，测试点1处的电位V_tp1表达式为：

在DUT1开通时，电流路径为P₁，采样支路内无电流通过，M₁的驱动电压V_gs为0。由于M₁为耗尽型MOSFET，其导通电压阈值V_th为负值，即V_gs大于V_th，故此时M₁开通。采样电压的路径为P₂，则测试点1处的电位V_tp1即为集电极处电位V_C1；在DUT1关断时，电路流通路径为P₂，M₁的G、S两端产生瞬时的负压降，进而使得M₁关断。与此同时，M₂导通将V_tp1钳位至参考电位V_GGND，采样电压的路径为P₄；

测试点2处电位V_tp2为V_tp1经过二阶RC滤波后得到的，其可以呈现DUT1的饱和压降随着集电极电流I_c正弦变化的特征，但也会同时产生一定程度的衰减。设定衰减系数为λ₁，V_tp2表达式为：

通过合理设置运算放大电路的参数，可以补偿滤波电路产生的衰减，参数设置如下式所示：

经过以上步骤，可以准确输出随集电极电流I_c变化的V_{ce_on}波形，为IGBT模块的在线状态监测提供更多的健康信息，包括V_{ce_L}和V_{ce_H}。

S4：基于全周期采样波形获得上述特征参数进行状态监测，并通过结温归一化消除结温对于状态监测的干扰，具体地：

S4.1：首先，基于采样得到的V_{ce_L}，依照特征识别式预估待测IGBT当前周期内的结温；

S4.2：其次，在25℃下测定各个老化阶段的饱和压降作为老化阈值，选取25℃下IGBT键合线健康时的饱和压降V_{ce_H0}为基准值，为结温归一化做好准备，如表2所示；

S4.3：最后，基于同一调制周期内采样得到的V_{ce_H}，依照此前测定的温度偏移系数k₂进行结温归一化进而消除结温的影响，计算得到归一化后的偏移值ΔV_{ce_H} ^*，并以此为老化指标：

其中，V_{ce_H}(T_j)表示在结温T_j下IGBT键合线老化时的饱和压降V_{ce_H}，V_{ce_H0}(25℃)表示25℃下IGBT键合线健康时的饱和压降。

S5：在逆变器运行过程中，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

表2老化阈值测定

在结温为25℃时，不同老化阶段下U相上桥臂IGBT的集电极-发射极导通压降V_{ce_on}的监测波形，如图4所示；波形正半周为U相上桥臂IGBT开通周期内其导通压降的变化情况，波形负半周为U相上桥臂IGBT关断周期内其两端反并联二极管的导通压降。由图4可以看出在恒定结温下，该采样电路可以较为准确地辨别各个老化阶段。

以键合线断裂三根为例，调节恒温台温度，使得IGBT的结温分别为25℃、50℃、75℃、100℃。在以上四种情况下采集得到的V_{ce_on}波形，如图5所示，可以发现结温会影响同一老化状态下导通压降的大小。在实际工况下，IGBT的结温随着变流器的工作状态、环境的温度时刻变化，为了保证键合线老化在线监测的效果，消除结温对于老化参量的影响是十分必要的。

为了说明本发明提出的监测方法可以消除结温的干扰，在结温为50℃、75℃的情况下，分别测量不同键合线老化阶段下的V_{ce_on}。然后，利用结温归一化公式计算ΔV_{ce_H} ^*。此外，为了对比该方法的有效性，并通过下列公式计算在未进行结温归一化下的ΔV_{ce_H}，详见表3。

表3结温归一化

经过对比可以发现在未进行归一化时，老化指标严重偏移当前的老化状态阈值，导致老化状态的误判。通过结温归一化，可以有效降低结温对于通态压降的影响，使得老化指标ΔV_{ce_H} ^*可以准确反映当前的IGBT键合线老化状态，提高在线监测的准确性。

本发明还提供了一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测系统，包括：

老化模型构建模块，用于结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；

特征识别模块，用于选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行温度偏移参数识别；

采样模块，用于基于集射极饱和压降采样电路，捕获集射极饱和压降随集电极电流而变化的全周期采样波形；

结温归一化模块，用于基于全周期采样波形获得特征参数进行状态监测，并通过结温归一化消除结温对于状态监测的干扰，并将归一化后的特征参数值作为老化指标；

老化监测模块，用于在逆变器运行过程中，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

其中，各模块的具体实施方式可以参考上述方法实施例的描述，本发明实施例将不再复述。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测方法，其特征在于，包括：

(1)结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；

(2)选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行温度偏移参数识别；

(3)基于集射极饱和压降采样电路，捕获集射极饱和压降随集电极电流而变化的全周期采样波形；

(4)基于全周期采样波形获得特征参数进行状态监测，并通过结温归一化消除结温对于状态监测的干扰，并将归一化后的特征参数值作为老化指标；

(5)在逆变器运行过程中，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由

建立老化模型，其中，V₀和R₀分别是在参考结温T_j0下IGBT芯片的饱和压降及IGBT模块通态阻值；k₁和k₂分别是V₀和R₀的温度偏移系数，V_{ce_on}是集射极饱和压降，I_c是集电极电流，T_j是实时结温，项1对应k₁(T_j-T_j0)，项2对应[R₀+k₂(T_j-T_j0)]·I_c。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：

(2.1)在集电极电流I_c远小于结点电流I_int的情况下，忽略老化模型中的项2，称此时的V_{ce_on}为V_{ce_L}，其中，V_{ce_L}的特征识别式为V_{ce_L}＝V₀-k₁(T_j-T_j0)，并将V_{ce_L}作为IGBT结温的特征参数；

(2.2)在I_c远大于I_int的情况下，老化模型中的项1远小于项2，忽略项1，称此时的V_{ce_on}为V_{ce_H}，且V_{ce_H}的特征识别式为V_{ce_H}＝V₀+[R₀+ΔR_BW+k₂(T_j-T_j0)]·I_c，当IGBT键合线损伤时，随之产生的通态阻值变化ΔR_BW将引起V_{ce_H}的显著变化，将V_{ce_H}作为IGBT键合线老化的特征参数；

(2.3)使用V_{ce_L}的特征识别式和V_{ce_H}的特征识别式进行参数识别得到温度偏移参数k₁、k₂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上桥臂IGBT的集射极饱和压降采样电路包括：第一耗尽型MOSFET、第一电阻、第二电阻、第二耗尽型MOSFET、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第八电阻；

第一耗尽型MOSFET的漏极连接上桥臂IGBT中的集电极端，第一耗尽型MOSFET的源极连接第一电阻的一端，第一耗尽型MOSFET的栅极连接第二电阻的一端，第一电阻的另一端与第二电阻的另一端连接后，与第二耗尽型MOSFET的漏极连接，第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第一运算放大器组成二阶RC滤波电路，第二耗尽型MOSFET的漏极连接第三电阻的一端，第二耗尽型MOSFET的源极接地，第八电阻的一端接地，另一端接二阶RC滤波电路的输出。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，下桥臂IGBT的集射极饱和压降采样电路包括：第三耗尽型MOSFET、第九电阻、第十电阻、第四耗尽型MOSFET、第十一电阻、第十二电阻、第三电容、第四电容、第二运算放大器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻及第十六电阻；

第三耗尽型MOSFET的栅极与第九电阻的一端连接，第三耗尽型MOSFET的源极与第十电阻的一端连接，第九电阻的另一端连接第十电阻的另一端后，与下桥臂IGBT中的发射极端连接，第三耗尽型MOSFET的漏极连接第四耗尽型MOSFET的漏极及第十一电阻的一端，第四耗尽型MOSFET的源极接地，第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第三电容、第四电容及第二运算放大器组成二阶RC滤波电路，第十六电阻的一端接地，另一端接二阶RC滤波电路的输出。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)包括：

(4.1)基于采样得到的V_{ce_L}，依照V_{ce_L}的特征识别式预估待测IGBT当前周期内的结温；

(4.2)在目标温度下测定各个老化阶段的饱和压降作为各老化阶段的老化阈值，选取目标温度下IGBT键合线健康时的饱和压降V_{ce_H0}为基准值；

(4.3)基于同一调制周期内采样得到的V_{ce_H}，依照测定的温度偏移系数k₂进行结温归一化，得到归一化后的偏移值，并以归一化后的偏移值作为老化指标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，由

得到归一化后的偏移值ΔV_{ce_H} ^*，其中，V_{ce_H}(T_j)表示在当前周期内的结温T_j下IGBT键合线老化时的饱和压降V_{ce_H}，V_{ce_H0}(25℃)表示25℃下IGBT键合线健康时的饱和压降。

8.一种基于结温归一化的逆变器IGBT键合线老化在线监测系统，其特征在于，包括：

老化模型构建模块，用于结合IGBT键合线的老化机理，建立老化模型；

特征识别模块，用于选择老化及结温的特征参数，结合老化模型推导特征识别式，并对逆变器IGBT模块进行温度偏移参数识别；

采样模块，用于基于集射极饱和压降采样电路，捕获集射极饱和压降随集电极电流而变化的全周期采样波形；

结温归一化模块，用于基于全周期采样波形获得特征参数进行状态监测，并通过结温归一化消除结温对于状态监测的干扰，并将归一化后的特征参数值作为老化指标；

老化监测模块，用于在逆变器运行过程中，对比IGBT老化指标与老化阈值实时判断老化状态，并据此触发逆变器IGBT失效预警。

Images