新能源的开发与利用是当前科技发展的热点问题,功率器件在新能源发电中的应用也越来越广泛,然而功率器件可靠性低的问题制约着新能源发电系统的发展。由于风、光、潮汐等的不稳定性使新能源发电功率波动十分剧烈,从而致使功率模块受到持续不断的热力冲击,加速功率模块的失效进程。因此,寻找并构建能准确预测功率模块剩余寿命的模型是确保新能源发电系统稳定持续运行的基础。目前相关功率模块在由于热冲击所引起的衰退性及器件可靠性研究较少,围绕电力设备中常用功率模块IGBT的寿命预测,论文的主要工作如下:(1)研究总结了IGBT的损伤机理和失效类型。IGBT的失效类型主要可分为三种:由于电热应力的不断冲击造成的疲劳损伤累积失效;过于恶劣的应力条件引起的电气失效;宇宙射线等电路其他外部运行环境对其造成的失效。在此基础上,阐述了不断累积的热冲击使IGBT功率模块内部不同材料结构间逐渐发生变化并导致失效的过程。分析温度循环试验和功率循环试验对IGBT内部材料特性及电热参数的影响。(2)热阻值是衡量器件热性能好坏的重要参数,目前应用的热阻测试方法主要有热敏参数法、红外扫描成像法和热电偶法。热敏参数法测量过程中引入的误差较多;红外扫描成像法会对器件造成破坏,价格非常昂贵,对使用者的要求也高;热电偶法需要打开封装且会带来较大的测量误差。因此,设计搭建了利用光纤传感器实测结温的热阻测量系统,此系统可以减少测量过程中引入的中间误差并且占用空间小可以更准确的测量IGBT的热阻。(3)利用IGBT老化试验平台对IGBT进行老化试验,设置不同的试验条件,得到不同温度冲击下IGBT的退化数据和寿命数据。构建了基于温度循环的寿命预测模型,较已有的模型有更高的预测精度。利用时间序列方法对饱和压降的退化数据进行分析,对比分析了各种方法的预测精度,并提出了更准确的移动加权平均法。利用多项式模型理论对IGBT热阻退化数据进行分析,得出热阻的最佳退化模型。论文在引起IGBT功率模块失效机理上进行了探究,设计搭建了热阻测试系统并构建了基于温度循环的寿命预测模型,为新能源发电装置中关键性器件的在线寿命预测打下了一定基础。