兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）磁铁电源大多是开关电源,工作于直流或者脉冲电流模式。各种功率等级的IGBT数量庞大,IGBT的可靠工作对电源稳定工作至关重要。随着加速器规模越来越大、要求越来越高,对加速器脉冲电源IGBT可靠性研究与预测的需求也越来越迫切。功率器件的失效涉及电、热、机械等多方面的因素,加速器脉冲电源在特殊的脉冲模式下运行时,IGBT模块会产生低频周期性的功率损耗,结温随之呈现周期性波动,芯片各层材料承受长期的热应力冲击,导致器件老化失效。因此,本文针对兰州重离子加速器脉冲电源,开展IGBT器件结温预测和可靠性评估的研究。首先,建立了脉冲电源IGBT模块的损耗模型和Foster热网络模型,进行电热耦合仿真,得到了IGBT结温波动曲线。然后,搭建了基于红外热成像仪的IGBT结温测量实验平台,以600A/1200V英飞凌IGBT为研究对象,测试了其在三种实际工况下结温的波动情况。结果表明,结温波动的仿真结果和实验结果的误差在3.5℃以内,验证了结温分析的正确性。其次,在结温计算的基础上,根据Bayerer解析寿命模型和线性累积损伤理论,计算给定条件下IGBT模块的循环次数,评估IGBT模块的预期寿命。最后,本文设计了功率循环老化试验,搭建老化试验平台对IGBT模块的寿命预测结果进行验证。老化试验中每隔10万次功率循环,测试并记录IGBT的饱和压降,直至饱和压降上升5%达到失效标准,停止试验。可靠性评估的计算结果为201万次循环,两个IGBT模块的试验结果分别为255万次和268万次。本文对脉冲电源IGBT模块的结温和寿命预测展开了初步的研究,有助于指导电源热设计、完善和改进电源可靠性。