【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变流设备的功率器件的使用寿命测试方法。
技术介绍
1、igbt等功率器件作为光伏逆变器和储能变流器等变流设备的核心半导体部件，对电能起到整流、逆变等作用，以实现新能源发电的交流并网、储能电池的充放电等功能。因此igbt等功率器件将充分受益绿电及储能的高速发展，功率半导体器件的性能和可靠性直接影响新能源发电的效率以及逆变器/变流器的使用寿命，对其性能和可靠性要求十分严格。随着新能源产业的蓬勃发展，功率半导体的产业也跟随着发展，面对众多品牌和型号的功率半导体器件，光伏逆变器针对这类器件的选择要科学和严谨，需要根据产品设计的规格及质保等信息对器件进行评估，测实验证的方案也要合理制定，既保证设计质量的要求的满足又减低成本的过投入，优化产品的竞争力。
2、目前，光伏逆变器针对功率半导体器件的评估，针对寿命评估部分，主要是根据供应商提供的测试报告和整机的温升，双脉冲及信赖性测试，但基于这些测试内容对光伏逆变器的这类器件寿命评估的合理性还是不太充足。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种变流设备的功率器件的使用寿命测试方法，结合气候环境和电气条件对功率器件的影响因素，对功率器件在运行状态下的寿命进行评估，较为符合电流设备的设计需求，评估结果较为可靠。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种变流设备的功率器件的使用寿命测试方法，包括如下步骤：构建所述变流设备在运行状态下的加速模型，获得运行状态下的加速因
4、在一优选的实施例中，所述电应力vaf＝(vstress/vnormal)β；其中，vstress为加速实验电压，vnormal为实际工作电压，β为电压加速常数。
5、在一优选的实施例中，根据下式(1)获得运行状态下的加速因子af1：
6、af1＝exp[ea/kb×(1/tu-1/tt)] × (ha/hu)n × (vstress/vnormal)β (1)
7、其中，ea表示活化能，kb为玻尔兹曼常数，tu为典型的工作绝对温度，tt为加速实验绝对温度，hu为使用环境相对湿度，ha为加速实验相对湿度，n为由功率器件的腐蚀决定的模型参数。
8、在一具体且优选的实施例中，n＝1～5，β＝1。
9、在一优选的实施例中，所述使用寿命测试方法还包括如下步骤：构建所述变流设备在非运行状态下的加速模型，获得非运行状态下的加速因子，根据非运行状态下的设计寿命和所述非运行状态下的加速因子获得实际测试时长，按照实际测试时长对所述电流设备的功率器件进行非运行状态下的加速实验；其中，所述非运行状态下的加速模型根据非运行状态下变流设备的温度冲击条件构建。
10、在一更优选的实施例中，根据下式(2)获得运行状态下的加速因子af2：
11、af2＝(δtt/δtu)m × (fu/ ft)p × eb(1/tu-1/tt) (2)
12、其中，δtt为加速实验条件的温度差，δtu为实际使用条件的温度差，m为模型常数，fu为实际使用条件单位时间内循环数量，ft为加速实验条件单位时间内循环数量，p和b均为模型常数，tu为实际使用条件每个循坏的最高温度，tt为加速实验条件每个循坏的最高温度。
13、在一具体且优选的实施例中，其特征在于，所述变流设备为光伏逆变器，所述功率器件为igbt，m＝1.9，p＝1/3，b＝1414。
14、在一更优选的实施例中，在非运行状态下的加速实验后，对测试样机进行外观检查，外观无异常后进行功率因数、电流谐波、直流分量、效率及热平衡后器件的温度测试，根据结果判定是否满足设计寿命。
15、在一优选的实施例中，在运行状态下的加速实验后，对测试样机进行低温测试，测试完成后，确认测试样机有无硬件损坏以及是否可以正常运行，再功率因数、电流谐波、直流分量、效率及热平衡后器件的温度测试，根据结果判定是否满足设计寿命。
16、在一优选的实施例中，在加速实验时，同时对多台测试样机进行测试，测试时间为实际测试时长与样机台数的比值。
17、本专利技术采用的以上方案具有如下优点：
18、本专利技术的变流设备的功率器件的使用寿命测试方法，可以平度变流设备的功率器件在运行状态下的使用寿命，考虑了运行状态中机器收到的气候环境和电应力环境的综合影响，进行加速实验，更符合光伏逆变器等变流设备的设计需求，寿命评估较为可靠，且评估方案较为合理。
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1.一种变流设备的功率器件的使用寿命测试方法，其特征在于，包括如下步骤：构建所述变流设备在运行状态下的加速模型，获得运行状态下的加速因子，根据运行状态下的设计寿命和所述运行状态下的加速因子获得实际测试时长，按照实际测试时长对所述电流设备的功率器件进行运行状态下的加速实验；其中，所述运行状态下的加速模型根据运行状态下变流设备的温度、湿度及电应力条件构建，所述电应力根据加入实验电压和实际工作电压的比值获得。
2.根据权利要求1所述的使用寿命测试方法，其特征在于，所述电应力VAf＝(Vstress/Vnormal)β；其中，Vstress为加速实验电压，Vnormal为实际工作电压，β为电压加速常数。
3.根据权利要求1或2所述的使用寿命测试方法，其特征在于，根据下式(1)获得运行状态下的加速因子Af1：
4.根据权利要求3所述的使用寿命测试方法，其特征在于，n＝1～5，β＝1。
5.根据权利要求1所述的使用寿命测试方法，其特征在于，所述使用寿命测试方法还包括如下步骤：构建所述变流设备在非运行状态下的加速模型，获得非运行状态下的加速因子，
6.根据权利要求5所述的使用寿命测试方法，其特征在于，根据下式(2)获得运行状态下的加速因子Af2：
7.根据权利要求6所述的使用寿命测试方法，其特征在于，所述变流设备为光伏逆变器，所述功率器件为IGBT，m＝1.9，p＝1/3，B＝1414。
8.根据权利要求5所述的使用寿命测试方法，其特征在于，在非运行状态下的加速实验后，对测试样机进行外观检查，外观无异常后进行功率因数、电流谐波、直流分量、效率及热平衡后器件的温度测试，根据结果判定是否满足设计寿命。
9.根据权利要求1所述的使用寿命测试方法，其特征在于，在运行状态下的加速实验后，对测试样机进行低温测试，测试完成后，确认测试样机有无硬件损坏以及是否可以正常运行，再功率因数、电流谐波、直流分量、效率及热平衡后器件的温度测试，根据结果判定是否满足设计寿命。
10.根据权利要求1或5所述的使用寿命测试方法，其特征在于，在加速实验时，同时对多台测试样机进行测试，测试时间为实际测试时长与样机台数的比值。
...【技术特征摘要】
1.一种变流设备的功率器件的使用寿命测试方法，其特征在于，包括如下步骤：构建所述变流设备在运行状态下的加速模型，获得运行状态下的加速因子，根据运行状态下的设计寿命和所述运行状态下的加速因子获得实际测试时长，按照实际测试时长对所述电流设备的功率器件进行运行状态下的加速实验；其中，所述运行状态下的加速模型根据运行状态下变流设备的温度、湿度及电应力条件构建，所述电应力根据加入实验电压和实际工作电压的比值获得。
2.根据权利要求1所述的使用寿命测试方法，其特征在于，所述电应力vaf＝(vstress/vnormal)β；其中，vstress为加速实验电压，vnormal为实际工作电压，β为电压加速常数。
3.根据权利要求1或2所述的使用寿命测试方法，其特征在于，根据下式(1)获得运行状态下的加速因子af1：
4.根据权利要求3所述的使用寿命测试方法，其特征在于，n＝1～5，β＝1。
5.根据权利要求1所述的使用寿命测试方法，其特征在于，所述使用寿命测试方法还包括如下步骤：构建所述变流设备在非运行状态下的加速模型，获得非运行状态下的加速因子，根据非运行状态下的设计寿命和所述非运行状态下的加速因子获得实际测试时长，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周正智，
申请(专利权)人：爱士惟新能源技术扬中有限公司，
类型：发明
国别省市：
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