IGBT模块以高输入阻抗、低导通压降的优点广泛应用于功率变流装置中,是变流装置中最为核心的器件之一,也是最易失效的器件之一,对IGBT模块进行可靠性评估对变流装置的可靠运行具有重要意义。现有的IGBT模块可靠性评估方法多是采用传统可靠性理论进行的,主要以统计IGBT模块的失效时间作为可靠性评估的数据。一方面,利用大量时间成本对实际运行过程中的变流装置中的IGBT模块失效时间进行统计,然后根据概率统计判断准则,选取合适的概率统计分布模型对失效数据进行拟合得到IGBT模块的可靠性结构模型和寿命分布模型从而获得模块的可靠性信息。另一方面,由于IGBT模块在实际运行过程中寿命周期太长,直接统计失效时间成本太高,另一种可靠性评估方法时通过加速老化试验建立IGBT模块寿命与应力之间的关系模型,然后使用外推方法对工作于正常应力下的模块进行可靠性分析。在该方法的实际运用中,对于风力发电发展时间不长的国家和地区,难以统计到大量的IGBT模块的失效时间,并且在实际运行过程中的IGBT模块工作环境复杂多变,多种因素共同导致IGBT模块失效,利用加速老化试验获得的寿命与应力的关系模型无法刻画环境的实时、动态特性以及多种因素对IGBT模块可靠性的影响,导致了可靠性评估结果与实际情况相差较大。由于IGBT模块在疲劳失效过程中,必然会伴随着模块内部材料和结构发生不可逆的变化,导致模块端口的电气参数发生偏移,可以通过监测模块端口电气参数来反映IGBT模块健康状态。为此本文提出一种基于IGBT模块性能退化特征参量的可靠性评估方法,由于特征参量的变化能够直接反映IGBT模块的健康状态,不需要分析模块所受应力和运行工况,该评估方法更为直接适用范围更广泛。本文主要工作内容如下:首先,分析IGBT模块的失效机理和失效特性,选取一个IGBT模块端口的电气特性参数来做为模块的性能退化特征参量。考虑饱和压降辨识度高、易于测量、能够反映IGBT模块的老化进程的等优点,选取集-射极饱和压降作为退化特征参量来进行可靠性评估。由于IGBT模块性能特性既受老化的影响又受温度的影响,在实际测量中很难保证温度的准确,为此采用一种在特定集电极电流下测量饱和压降的方法,在该电流下IGBT模块的饱和压降不受温度影响可以准确反映IGBT模块的健康状态。其次,在实际运行过程中,IGBT模块性能退化参量提取困难,失效数据累积较少,本文拟通过加速老化试验来快速获取IGBT模块的退化特征参量。为此本文依据结温波动是导致IGBT模块失效的主要原因,搭建一台以结温为控制变量的功率循环直流加速老化试验平台,根据IGBT模块去饱和保护电路原理设计一套饱和压降在线采集系统来获取老化过程中饱和压降的变化情况。为了确保特征参量采集的准确性,同时设计了一套饱和压降离线采集系统,通过测量IGBT模块的输出特性曲线,提取在特定集电极电流下的饱和压降作为可靠性评估的特征参量。基于此加速老化试验平台对富士电机公司生产的型号为2MBI175VA-120-50的IGBT模块进行加速老化试验,获得了饱和压降的退化信息。最后,介绍了基于性能退化特征参量的可靠性评估原理,考虑到Wiener过程能够很好的描述产品材料、结构的差异性,利用Wiener过程对IGBT模块进行可靠性分析建模,并得出相应的评估结果,并且与传统的基于失效时间的可靠性评估结果进行对比,结果表明利用退化数据进行可靠性评估能够准确评估IGBT模块的可靠性,能够解决在实际过程中失效时间缺失导致的传统的可靠性评估方法使用受限的问题,验证了该评估方法的可行性。