随着新能源发电规模的快速增长,新能源发电技术对变流器的可靠性提出更高的要求。变流器中的功率半导体器件——绝缘栅双极型晶体管（Insulate Gate Bipolar Transistor,IGBT）具有多层封装结构,而且各层材料热膨胀系数不匹配,在新能源发电使用中由于受到功率波动的影响,模块容易在热机械应力作用下产生失效。据调查研究表明,功率半导体器件已经成为变流器中失效率最高的部件之一。因此研究IGBT器件的可靠性对于提高变流器的可靠性至关重要,对于确保新能源发电设备的长期稳定运行具有十分重要的意义。IGBT器件的设计寿命一般超过二十年,为了快速获得器件的寿命数据,需要采用加速寿命试验方法。该方法能够在较短时间内获得所需的数据,是研究IGBT等长寿命产品的有效方法。本文围绕IGBT模块的加速寿命试验这一主题,从试验方案的确定、试验平台的设计、试验方法的理论分析以及加速寿命试验的数据处理等几个方面展开研究并得出了相应的结论。（1）针对加速寿命试验方法,创新性地采用了IGBT步降应力试验方案。步降应力试验方案的采用有效地解决了传统恒定应力试验方法存在的在小应力下模块加速寿命试验时间长、试验效率低的问题,有效地获得了模块在小应力下的试验数据。归纳总结步降应力试验统计学分析理论。对步降应力试验模型进行模型假设分析,根据三大模型假设,总结了步降应力模型的分析方法,归纳了模型的参数估计方法以及不同应力条件下失效机理是否发生改变的假设检验方法。（2）搭建了一套功率循环试验装置。分析了为完成本试验的主要设计需求,并通过需求分析对平台的设计思路进行总体框架研究。针对平台可扩展性,对主电路拓扑结构进行分析,采用串联型拓扑外加旁路开关的设计方式。采用热敏电参数法（Temperature Sensitive Electrical Parameter,TSEP）测量了IGBT模块的结温,并针对在加热过程中IGBT模块结温上升的特点,提出可变采样周期法测量器件结温。针对测量以及试验的需要,设计了一款干扰小、栅极驱动电压可调且安全实用的IGBT驱动电路板。针对模块散热的需求,通过对散热器通水的控制,实现了模块快速升温、快速降温的结温波动效果,极大地提高了试验效率。通过合理的水路设计,实现了模块通水降温的独立性,避免水路串流,有效地保证了散热性能的一致性。根据控制流程,提出基于FPGA的主控制器设计思路并完成软件设计。编写了一套上位机界面程序,提供良好的人机交互效果。完成模块热阻测量方案的验证,并对模块热阻进行测量。通过效率对比分析,本装置的改进减小了升温降温时间,提高了功率循环试验效率。（3）根据试验平台的功率等级和试验容量进行合适的IGBT器件样本选型。提出系统的IGBT步降应力试验流程,保证试验各个环节合理有效地进行,确保试验数据科学、完整、有效。在试验平台上完成了IGBT模块的的步降应力试验,对模块的失效特征参数进行测量并记录了模块的失效寿命。试验结束后通过对键合线进行光学检查,确认了键合线脱落或断裂是造成模块失效的原因之一,而V_cesat作为IGBT模块失效特征量是合理的,能够在线监测键合线的健康状况。对失效数据进行统计学分析,得到了IGBT模块的Weibull分布参数和加速因子参数,从而能够类推正常使用小应力条件下模块的寿命。IGBT步降应力试验的进行,验证了该试验方法的可行性,为IGBT加速寿命试验的研究提供了新的方法和思路。