随着绝缘栅双极晶体管(Insulate Gate Bipolar Transistor,IGBT)在轨道交通、航空航天等诸多领域的广泛应用,其可靠性受到学者们的广泛关注。结温是影响IGBT可靠性的关键因素,因此研究一种能实现在线准确检测结温的检测方法对提高IGBT可靠性具有重要意义。IGBT中,热敏参数是与结温关系密切的电气参数,通过最小二乘支持向量回归机可以揭示热敏参数与结温的相关性,并进一步检测结温。但IGBT的老化衰退进程将改变热敏参数与结温的关系,对热敏参数法检测结温造成误差,因此研究如何改善热敏参数法使之适用于老化衰退进程中的IGBT对拓展热敏参数法的应用范围、改善IGBT可靠性具有积极意义。论文主要从以下几个方面展开研究:首先,简要介绍了IGBT的发展历程和应用现状,并介绍了IGBT的几种主要失效模式。结温过高以及大幅波动是造成IGBT失效的最主要原因,因此有必要IGBT工作模式进行控制,以保证结温处于合理范围,延长IGBT寿命。而结温控制的关键是对结温进行准确的在线检测。对比四种主要的结温检测方法,综合考虑各种方法的特点,选取使用机器学习算法的热敏参数法作为进一步研究的结温检测方法。其次,通过对IGBT的温度效应的分析,阐明了温度改变IGBT的半导体特性指标进而影响电气参数的原理,论证了热敏参数检测结温的科学性。对比分析几种常用的热敏参数,使用灵敏度、线性度、准确性、难易程度、在线能力五个指标对温敏参数进行综合评价,本文选取通态压降和集射极电流的参数组合用于结温检测。再次,最小二乘支持向量机在小样本条件仍然具有优秀的拟合能力,这样的特性使之适用于热敏参数法的结温检测,通过对最小二乘支持向量机的数学原理分析,确定影响其拟合精度的关键参数是惩罚参数和核函数宽度参数。萤火虫算法具有优秀的空间寻优能力,本文通过引入变异机制并改进步长迭代方式,使改进的萤火虫算法克服了算法后期收敛速度慢、容易震荡的缺点,随后将该算法用于对惩罚参数和核函数宽度参数的组合寻优。本文通过一组数据的拟合实验证明,基于改进萤火虫算法优化最小二乘支持向量机结温检测模型能够有准确检测结温。最后,为了使基于最小二乘支持向量机的结温检测模型适用于不同老化衰退状态的IGBT中,本文分析了老化衰退对IGBT的结构影响。IGBT的老化衰退会冲击并破坏栅极氧化层,从而改变栅极电流值。因此,栅极电流一定程度上能够表征老化衰退的程度。把栅极电流引入基于改进萤火虫算法优化最小二乘支持向量机结温检测模型,将能有效改善热敏参数法在老化状态的检测误差较大的缺点。为验证该方法有效性,本文对一款IGBT进行了基于温度循环的加速老化试验,在不同老化阶段采集结温和通态压降、集射极电流、栅极电流,使用这些数据训练结温检测模型,通过对比证明引入栅极电流能显著改善结温检测模型在IGBT老化后的检测精度。