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半导体技术2025年第07期:基于SVMD-BKA-Transformer的IGBT寿命预测模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:邓阳;柴琳;汪亮;

单位:武汉科技大学人工智能与自动化学院;中核武汉核电运行技术股份有限公司;

摘要:绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在持续运行过程中易老化失效,引发电力电子装置故障,因此需对IGBT进行寿命预测。提出了一种改进模型用于IGBT寿命预测。首先,以集射极关断尖峰电压(V_(ce-p))为退化特征,对IGBT进行功率循环加速老化试验;获取相关参数数据并进行处理;利用逐次变分模态分解(SVMD)技术将退化特征数据分解为多个模态。其次,构建Transformer模型,并采用黑翅鸢算法(BKA)寻找其最优超参数以提升预测精度。最后,通过实际IGBT退化特征数据对所提模型进行性能验证。实验结果表明,SVMD-BKA-Transformer模型提升了预测精度:决定系数(R~2)达到0.958 3,平均绝对误差(MAE)降至0.029 5 V,均方根误差(RMSE)减小至0.036 5 V,性能优于对比模型。

关键词:绝缘栅双极型晶体管(IGBT);;寿命预测;;模态分解;;黑翅鸢算法(BKA);;Transformer