[发明专利]一种IGBT性能退化特征参数的提取方法

权利要求书

1.一种基于核主成分分析和加权马氏距离的IGBT性能退化特征参数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采集IGBT性能退化的检测数据：

采集IGBT在每一个开通/关断周期的开通状态集电极-发射极的饱和开态电压Vce-onⁱ、关断状态T时间段内集电极的拖尾电流和栅极的漏电流并将m个开通/关断周期内所采集的检测数据组成检测数据矩阵其中i＝1,2…m，m≥2，tⁱ表示第i个开通/关断周期采集数据的时间点；

(2)计算的拟合系数和的拟合系数：

(2a)构建指数模型f₁ⁱ(t)＝exp(P₁(i)t³+P₂(i)t²+P₃(i)t+P₄(i))和指数模型其中P₁(i)、P₂(i)、P₃(i)和P₄(i)分别为f₁ⁱ(t)的系数，G₁(i)、G₂(i)、G₃(i)和G₄(i)为的系数，exp(·)为以自然常数e为底的指数；

(2b)通过f₁ⁱ(t)对进行拟合，得到P₁(i)、P₂(i)、P₃(i)和P₄(i)的值，并将P₁(i)作为拖尾电流的拟合系数，同时通过对进行拟合，得到G₁(i)、G₂(i)、G₃(i)和G₄(i)的值，并将G₄(i)作为漏电流的拟合系数，然后对P₁(i)和G₄(i)进行备份；

(3)构建IGBT的特征矩阵X_m×3：

对检测数据矩阵S_m×3内m个开通/关断周期的饱和开态电压，以及拖尾电流的拟合系数的备份数据和栅极的漏电流的拟合系数的备份数据进行合并，得到IGBT的特征矩阵X_m×3：

(4)对特征矩阵X_m×3进行核主成分分析：

采用核主成分分析算法对特征矩阵X_m×3进行核主成分分析，得到核主成分矩阵Z_m×p及贡献率矩阵L_1×p为：

Z_m×p＝[Z₁,…,Z_j,…,Z_p]

L_1×p＝[l₁,…,l_j,…,l_p]

其中，为第j个核主成分，l_j为第j个核主成分的贡献率，j＝1,2…p，p为核主成分个数；

(5)构建样本集和健康样本集；

构建样本集同时构建健康样本集其中为核主成分矩阵Z_m×p的第i行元素构成的样本，为第j个核主成分的前n个元素构成的健康样本，n≥1；

(6)获取IGBT的性能退化特征参数HI：

计算每个核主成分Z_j的马氏距离加权系数得到加权矩阵W＝diag(w₁,…,w_j,…,w_p)，并采用加权马氏距离公式，通过W计算与Z^*的偏离度DI(i)，并将m个开通/关断周期的偏离度HI＝[DI(1)，…,DI(i),…,DI(m)]作为IGBT的性能退化特征参数，其中diag(w₁,…,w_j,…,w_p)为以w₁,…,w_j,…,w_p为对角元素的对角阵。