[发明专利]高压直流断路器中IGBT器件可靠性评估方法、装置及模型

权利要求书

1.一种高压直流断路器中IGBT器件可靠性评估方法，其特征在于，所述方法包括：

将获取的电容放电曲线代入预先构建的仿真模型，得到仿真模型中半导体单元的IGBT器件的评估参数；

将获取的流过半导体模块中IGBT器件的电流曲线代入预先构建的仿真模型，得到被评估的半导体模块中IGBT器件的评估参数；

基于所述半导体单元中IGBT器件的评估参数和半导体模块中IGBT器件的评估参数对半导体模块中IGBT器件的可靠性进行评估；

所述评估参数包括关断时刻对应的电流和最高结温；

所述仿真模型包括半导体单元、IGBT电阻单元、放电等效单元和IGBT热阻单元；所述放电等效单元连接半导体单元，所述半导体单元通过IGBT电阻单元连接IGBT热阻单元。

2.根据权利要求1所述的高压直流断路器中IGBT器件可靠性评估方法，其特征在于，所述放电等效单元包括电容C、电感L、放电开关S和与放电开关S反并联的二极管D；

所述半导体单元包括IGBT1、IGBT2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电容C1和避雷器BOD；

所述二极管D1的阳极连接公共点A，其阴极连接公共点M；所述二极管D2的阴极连接公共点A，其阴极连接公共点N；所述二极管D3的阳极连接公共点B，其阴极连接公共点M；所述二极管D4的阴极连接公共点B，其阴极连接公共点N；所述二极管D5的阳极连接公共点M，其阴极连接电容C1，所述电容C1的另一端连接公共点N；所述IGBT1和IGBT2的集电极均连接公共点M，两者的发射极均连接公共点N；所述避雷器BOD一端连接公共点A，另一端连接公共点B；

所述放电开关S的阳极连接电感L的一端，其阴极连接半导体模块的公共点A，所述电感L的另一端连接电容C的正极，所述电容C的负极连接半导体单元的公共点B；

所述IGBT电阻单元一端连接IGBT1的集电极，另一端连接IGBT热阻单元；

所述放电开关S为电力电子器件构成的开关；

所述IGBT热阻单元采用考尔模型或福斯特模型。

3.根据权利要求2所述的高压直流断路器中IGBT器件可靠性评估方法，其特征在于，将获取的电容放电曲线代入预先构建的仿真模型，得到半导体单元中IGBT器件的评估参数，包括：

通过发送触发信号使所述放电开关S导通，利用所述电容C对电感L放电，得到电容放电曲线；

将所述电容放电曲线输入IGBT电阻单元，得到半导体单元中IGBT器件的电压曲线，并基于所述电压曲线和电容放电曲线得到半导体单元中IGBT器件的功率曲线；

将所述功率曲线输入IGBT热阻单元，得到半导体单元中IGBT器件的结温曲线；

基于所述结温曲线确定半导体单元中IGBT器件关断时刻t1，并基于所述关断时刻t1得到半导体单元中IGBT器件的最高结温。

4.根据权利要求3所述的高压直流断路器中IGBT器件可靠性评估方法，其特征在于，将获取的流过半导体模块中IGBT器件的电流曲线代入预先构建的仿真模型，得到半导体模块中IGBT器件的评估参数，包括：

将所述流过半导体模块中IGBT器件的电流曲线输入IGBT电阻单元，得到半导体模块中IGBT器件的电压曲线，并基于所述电压曲线和流过半导体模块中IGBT器件的电流曲线得到半导体模块中IGBT器件的功率曲线；

将所述功率曲线输入IGBT热阻单元，得到半导体模块中IGBT器件的结温曲线；

基于所述结温曲线和流过半导体模块中IGBT器件的电流曲线确定半导体模块中IGBT器件关断时刻t2，并基于所述t2得到半导体模块中IGBT器件的最高结温。