【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種ipm模塊壽命預測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、智能功率模塊（ipm模塊）作為集成電路封裝功率器件的高端產(chǎn)品，具有開關(guān)速度快、功耗低、短路保護、過熱保護、柵極驅(qū)動欠壓封鎖和抗干擾能力強、無須采取防靜電措施等優(yōu)點，已被廣泛應用于交流電機變頻調(diào)速和直流電機斬波調(diào)速以及各種高性能電源、工業(yè)電氣自動化等領(lǐng)域。對于集成電路器件來說，高溫環(huán)境下集成電路器件工作壽命的預測可以幫助用戶了解ipm模塊的使用性能，提前預判，因此，如何預測ipm模塊的壽命成為急需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為了解決以上問題，提出了一種ipm模塊壽命預測系統(tǒng)。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種ipm模塊壽命預測系統(tǒng)包括溫度集合生成單元、指標溫度獲取單元和工作壽命預測單元；
3、溫度集合生成單元用于生成ipm模塊的工作溫度變化集合和環(huán)境溫度變化集合；
4、指標溫度獲取單元用于獲取ipm模塊的允許工作溫度范圍；
5、工作壽命預測單元用于構(gòu)建工作壽命預測模型，將ipm模塊的工作溫度變化集合、環(huán)境溫度變化集合以及允許工作溫度范圍輸入至工作壽命預測模型中，確定ipm模塊的剩余工作壽命。
6、ipm模塊的允許工作溫度范圍由ipm模塊自身特性決定。
7、進一步地，溫度集合生成單元生成工作溫度變化集合的具體方法為：通過溫度傳感器采集ipm模塊工作時各個時刻的工作溫度，生成工作溫度變化集合。
8、進一步地，溫度集合
9、上述進一步方案的有益效果是：在本專利技術(shù)中，溫度是影響?ipm?模塊性能和壽命的重要因素。ipm?模塊在工作過程中會產(chǎn)生一定的熱量，如果溫度過高，會導致器件內(nèi)部的電子元件受損，甚至引發(fā)故障。同時，ipm工作所處環(huán)境的溫度變化也會允許ipm工作溫度的變化。因此，?本專利技術(shù)采用上述兩種溫度作為變量，來對ipm模塊的壽命進行預測。
10、進一步地，工作壽命預測模型包括工作溫度卷積層、環(huán)境溫度卷積層、特征溫度融合層、運算器u1、歸一化層和全連接層；
11、工作溫度卷積層的輸入端和環(huán)境溫度卷積層的輸入端分別作為工作壽命預測模型的第一輸入端和第二輸入端；工作溫度卷積層的第一輸出端和特征溫度融合層的第一輸入端連接；環(huán)境溫度卷積層的第一輸出端和特征溫度融合層的第二輸入端連接；工作溫度卷積層的第二輸出端和運算器u1的第一輸入端連接；環(huán)境溫度卷積層的第二輸出端和運算器u1的第二輸入端連接；特征溫度融合層的輸出端和運算器u1的第三輸入端連接；運算器u1的輸出端連接和歸一化層的輸入端連接；歸一化層的輸出端和全連接層的輸入端連接；全連接層的輸出端作為工作壽命預測模型的輸出端。
12、上述進一步方案的有益效果是：在本專利技術(shù)中，工作溫度卷積層的作用是提取所有采集時刻的工作溫度的特征，指標溫度卷積層的作用是提取所有采集時刻的環(huán)境溫度的特征。環(huán)境溫度的變化會影響ipm模塊工作溫度的變化，因此本專利技術(shù)采用包含神經(jīng)元的特征溫度融合層對兩種溫度特征進行融合處理，再利用歸一化層消除可能存在的量綱差異，最后經(jīng)過全連接層的激活函數(shù)即可完成壽命預測。
13、進一步地，工作溫度卷積層的表達式為：；式中，p為工作溫度卷積層的輸出，x1為ipm模塊在初始時刻的工作溫度，xn為ipm模塊在n時刻的工作溫度，xn為ipm模塊在n時刻的工作溫度，n為采集時刻總數(shù)。
14、進一步地，環(huán)境溫度卷積層的表達式為：；式中，q為環(huán)境溫度卷積層的輸出，y1為ipm模塊在初始時刻的環(huán)境溫度，yn為ipm模塊在n時刻的環(huán)境溫度，yn為ipm模塊在n時刻的環(huán)境溫度，n為采集時刻總數(shù)。
15、進一步地，特征溫度融合層的表達式為：；式中，w為特征溫度融合層的輸出，為求和運算，p為工作溫度卷積層的輸出，q為環(huán)境溫度卷積層的輸出，j為特征溫度融合層的神經(jīng)元個數(shù)，θj為特征溫度融合層中第j個神經(jīng)元的脈沖值，b為特征溫度融合層的偏置，w為特征溫度融合層的權(quán)重。
16、進一步地，運算器u1的表達式為：；式中，u為運算器u1的輸出，w為特征溫度融合層的輸出，為求和運算，p為工作溫度卷積層的輸出，q為環(huán)境溫度卷積層的輸出，pm為工作溫度卷積層輸出的第m個元素，qm為環(huán)境溫度卷積層輸出的第m個元素，m為工作溫度卷積層和指標溫度卷積層的輸出元素個數(shù)，max(·)為最大值運算，min(·)為最小值運算。
17、進一步地，全連接層的表達式為：；式中，l為全連接層的輸出，g為歸一化層的輸出，tmax為允許工作溫度范圍的最大值，tmin為允許工作溫度范圍的最小值，sigmoid(·)為激活函數(shù)，xn為ipm模塊在n時刻的工作溫度，yn為ipm模塊在n時刻的環(huán)境溫度，n為采集時刻總數(shù)。
18、本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)可以對ipm模塊已工作時長的工作溫度和環(huán)境溫度進行卷積處理、融合處理以及歸一化處理等，提取溫度特征，全方面考慮ipm模塊的工作情況，在其允許工作溫度范圍內(nèi)充分考慮環(huán)境溫度對ipm工作溫度的潛在影響，精準預測ipm模塊的剩余工作壽命，為用戶提供理論參考。
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1.一種IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度集合生成單元、指標溫度獲取單元和工作壽命預測單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度集合生成單元生成工作溫度變化集合的具體方法為：通過溫度傳感器采集IPM模塊工作時各個時刻的工作溫度，生成工作溫度變化集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度集合生成單元生成環(huán)境溫度變化集合的具體方法為：采集IPM模塊工作時各個時刻的環(huán)境溫度，生成環(huán)境溫度變化集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述工作壽命預測模型包括工作溫度卷積層、環(huán)境溫度卷積層、特征溫度融合層、運算器u1、歸一化層和全連接層；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述工作溫度卷積層的表達式為：；式中，P為工作溫度卷積層的輸出，x1為IPM模塊在初始時刻的工作溫度，xn為IPM模塊在n時刻的工作溫度，xN為IPM模塊在N時刻的工作溫度，N為采集時刻總數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IPM模塊壽命預
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述特征溫度融合層的表達式為：；式中，W為特征溫度融合層的輸出，為求和運算，P為工作溫度卷積層的輸出，Q為環(huán)境溫度卷積層的輸出，J為特征溫度融合層的神經(jīng)元個數(shù)，θj為特征溫度融合層中第j個神經(jīng)元的脈沖值，b為特征溫度融合層的偏置，w為特征溫度融合層的權(quán)重。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述運算器u1的表達式為：；式中，U為運算器u1的輸出，W為特征溫度融合層的輸出，為求和運算，P為工作溫度卷積層的輸出，Q為環(huán)境溫度卷積層的輸出，pm為工作溫度卷積層輸出的第m個元素，qm為環(huán)境溫度卷積層輸出的第m個元素，M為工作溫度卷積層和指標溫度卷積層的輸出元素個數(shù)，max(·)為最大值運算，min(·)為最小值運算。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IPM模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述全連接層的表達式為：；式中，L為全連接層的輸出，G為歸一化層的輸出，Tmax為允許工作溫度范圍的最大值，Tmin為允許工作溫度范圍的最小值，sigmoid(·)為激活函數(shù)，xN為IPM模塊在N時刻的工作溫度，yN為IPM模塊在N時刻的環(huán)境溫度，N為采集時刻總數(shù)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種ipm模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度集合生成單元、指標溫度獲取單元和工作壽命預測單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ipm模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度集合生成單元生成工作溫度變化集合的具體方法為：通過溫度傳感器采集ipm模塊工作時各個時刻的工作溫度，生成工作溫度變化集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ipm模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度集合生成單元生成環(huán)境溫度變化集合的具體方法為：采集ipm模塊工作時各個時刻的環(huán)境溫度，生成環(huán)境溫度變化集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ipm模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述工作壽命預測模型包括工作溫度卷積層、環(huán)境溫度卷積層、特征溫度融合層、運算器u1、歸一化層和全連接層；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ipm模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述工作溫度卷積層的表達式為：；式中，p為工作溫度卷積層的輸出，x1為ipm模塊在初始時刻的工作溫度，xn為ipm模塊在n時刻的工作溫度，xn為ipm模塊在n時刻的工作溫度，n為采集時刻總數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ipm模塊壽命預測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境溫度卷積層的表達式為：；式中，q為環(huán)境溫度卷積層的輸出，y1為ipm模塊在初始時刻的環(huán)境溫度，yn為ipm模塊在n時...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孔亮，徐勇，譚龍軍，石偉，寇艷濤，
申請(專利權(quán))人：青島中微創(chuàng)芯電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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