1.一种基于栅电压变化的IGBT健康监测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、通过循环老化实验建立与目标IGBT同规格的IGBT的老化特征参数数据库,并确定失效阈值电压;
S2、获取目标IGBT的工作条件,并实时监测目标IGBT栅极电压;
S3、将目标IGBT开启时的栅极电压分为四个阶段,并提取第四阶段上升电压;
S4、根据目标IGBT的工作条件将第四阶段上升电压与数据库进行比对,判断第四阶段上升电压是否超过失效阈值电压,若是则判定目标IGBT失效,否则判定目标IGBT有效,完成IGBT健康监测。
2.根据权利要求1所述的基于栅电压变化的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述步骤S3的具体方法为:根据公式:
获取第一阶段的截止时间t1;其中Rg为IGBT芯片简化等效电路中电阻RG的阻值;Cge为栅极电容的电容值;ln(·)为以常数e为底数的对数;Vth为阈值电压;VGA为米勒平台电压;
根据公式:
获取第二阶段的截止时间t2;其中gm为跨导;IL为电感电流;
根据公式:
获取第三阶段的截止时间t3;其中AN-为栅极与N-漂移区交叠部分的面积;Ig为栅极电流;q为电荷量;εs为半导体介电常数;ND为漂移区空间电荷层电荷浓度;Cox为栅氧化层电容值;Vce为器件集电极和发射极之间电压;Von为器件导通电压;
根据公式:
获取位于第四阶段中的时间t对应的目标IGBT栅极电压Vge(t);其中t>t3。
3.根据权利要求2所述的基于栅电压变化的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述步骤S4中与数据库进行比对的第四阶段上升电压为1.1t3~1.5t3时间段中的任一电压值。
4.根据权利要求2所述的基于栅电压变化的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述步骤S4中与数据库进行比对的第四阶段上升电压为t3+150ns时刻对应的电压值。