大功率绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是电力电子系统中最常用的开关器件之一,作为核心器件,其故障可能导致系统运行的中断,甚至造成严重的安全事故和经济损失。随着IGBT功率模块的广泛应用,其可靠性问题也越来越受到业内人士的关注。在线监测技术能准确反映变流器运行过程中功率器件的健康状态,是有效解决其可靠性的重要途径。本文以IGBT功率模块在线测试与监测策略为研究内容,基于搭建加速老化实验平台获得IGBT功率模块的老化特征,并在加速老化实验过程中实现特征量的在线提取以巩固“在线”这一概念,提出针对以三电平NPC逆变器为例的多电平拓扑结构的在线监测重构策略,最优化地实现三电平NPC逆变器与在线监测系统的适配性。本文首先介绍IGBT模块的物理特性与失效模式,并搭建加速老化实验平台,在加速老化实验中开展特征量在线提取,特别针对于在加速老化实验的特征量在线提取过程中胶水脱落问题进行研究,提出修正方案,同时通过加速老化实验提取特征量的变化趋势,为IGBT模块老化特征参量的选取、实际应用环境中的IGBT模块在线监测研究奠定基础。针对在线监测技术研究,本文以三电平NPC逆变器为例,提出三电平NPC逆变器调制波重构策略主动构建在线监测环境,结合成熟的IGBT模块饱和压降离线测试法,实现在线监测技术。本文介绍了IGBT模块饱和压降离线测试法与测试系统,针对逆变器进行在线监测可行性分析,同时提出三电平NPC逆变器IGBT模块在线监测调制波重构策略的必要性,针对重构策略进行建模、推导与分析,最终得出结论,该结论说明了逆变器应如何执行重构策略以主动适应在线监测而构建在线监测环境,同时考虑在线监测系统对逆变器的输出特性的影响最小,应如何选择最合适的在线监测时刻,从而解决适配性问题。本研究搭建在线监测实验平台,通过仿真与实验说明了本文所提出的在线监测重构策略和在线监测方法的可操作性和可实用性。