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IGBT热疲劳监测及控制系统的研究的开题报告
一、选题背景和意义
随着现代电力电子技术的不断发展和应用，IGBT功率器件作为高压、大电流和高速开关的理想选择，已经被广泛应用于能源、交通、自动化等领域。但是，在高频、高温、大电流等工况下，IGBT功率器件容易产生热疲劳现象，从而导致器件失效，进一步影响整体系统的可靠性。因此，IGBT热疲劳监测及控制系统的研究具有重要的现实意义和应用价值。
本文的研究旨在开发一种IGBT热疲劳监测及控制系统，用于对IGBT功率器件的热疲劳情况进行实时监测和预警，从而保证系统的可靠性和稳定性。具体要求如下：
1.实时监测IGBT功率器件的温度、电流、电压等参数，并记录历史数据，为后续分析提供依据。
2.对IGBT功率器件的热疲劳情况进行评估和预测，判断器件是否存在潜在的失效风险。
3.基于热疲劳情况，控制IGBT功率器件的工作状态，以延长器件的使用寿命。
二、研究内容和方法
1.IGBT热疲劳特性分析
首先，要对IGBT功率器件的热疲劳特性进行研究。通过对已有的研究成果和实验结果的总结和分析，确定影响IGBT功率器件热疲劳的主要因素，并建立IGBT的热疲劳测试评估方法。
2.IGBT热疲劳监测系统设计
基于上述的分析和评估方法，设计一个IGBT热疲劳监测系统。该系统包括传感器、数据采集模块、数据处理模块和控制模块等。具体要求如下：
（1）温度监测：选用高精度的温度传感器，实时监测IGBT功率器件的温度变化，并将温度数据传递给数据采集模块进行处理。
（2）电流电压监测：选用高精度的电流电压传感器，实时监测IGBT功率器件的电流和电压变化，并将数据传递给数据采集模块进行处理。
（3）数据采集模块：将监测到的温度、电流和电压等参数进行采集，将数据传递给数据处理模块进一步分析处理。
（4）数据处理模块：对采集到的数据进行处理，计算IGBT功率器件的热疲劳指标，实时判断器件的热疲劳情况，并将数据存储下来以备后续分析使用。
（5）控制模块：在对器件的热疲劳情况进行评估后，根据情况采取控制策略，控制器件的工作状态，以延长器件的使用寿命。
3.实验验证
通过对该系统的实际运行和数据分析，验证系统的性能和有效性，并且探讨其在实际工程中的应用前景。
三、预期研究成果
本文的研究将开发一种IGBT热疲劳监测及控制系统，该系统具有实时监测、热疲劳评估和控制器件工作状态等功能，能够保证工程系统的稳定性和可靠性。同时，该系统也将为未来的IGBT功率器件热疲劳分析提供新的研究思路和方法。
四、研究计划
该研究计划分为3个阶段，每个阶段的时间和任务如下：
第1阶段（2个月）
（1）文献综述，对IGBT热疲劳特性进行分析，建立热疲劳测试评估方法。
（2）确定IGBT热疲劳监测及控制系统的功能和性能要求。
（3）设计IGBT热疲劳监测系统的硬件和软件框架。
第2阶段（3个月）
（1）完成IGBT热疲劳监测系统的硬件和软件设计。
（2）完成系统的集成和调试，验证系统的性能和有效性。
第3阶段（2个月）
（1）对系统进行实验验证，总结实验数据，评估系统的性能和可行性。
（2）撰写毕业论文，准备论文答辩和毕业设计报告。
五、参考文献
1.ChenJ,etal.ReliabilityanalysisofIGBTpowermodulesforwindturbineconvertersystems,The27thInternationalIEEESymposiumonElectricalInsulation,Seattle,2016.
2.陈明维,张涛.汽车IGBT功率模块热失效分析及前瞻,汽车电子,2015.
3.王清旺.IGBT器件的热疲劳特性及模型,电力电子技术,2006.
4.ChenJ,etal.AtemperaturemonitoringandmanagementsystemforIGBTmodulesbasedonopticalfibersensingtechnology,InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2017.
5.王来,杨涛.基于LabView的IGBT功率模块温度实时监测研究,大学物理实验,2018.