北京交通大學王磊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京交通大學申請的專利晶體管老化參數檢測裝置、老化程度預測系統及方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114646854B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210181530.5,技術領域涉及:G01R31/26;該發明授權晶體管老化參數檢測裝置、老化程度預測系統及方法是由王磊;賈利民;周明超;刁利軍;徐春梅;東野忠昊;沙妍蓓設計研發完成,并于2022-02-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本晶體管老化參數檢測裝置、老化程度預測系統及方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種晶體管老化參數檢測裝置、老化程度預測系統及方法,屬于晶體管技術領域,包括:將外部AC電源轉換為DC電源的開關電源,與開關電源連接有電源模塊,開關電源和所述可調電源模塊之間設有電源開關;電源模塊連接有電容器、電位器、電壓數顯表、分壓器和電流數顯表;開關電源和可調電源模塊之間設有輸出按鈕,輸出按鈕連接有第一繼電器。本發明能夠靈活的結合實際工程環境對IGBT的截止電壓和截止電流進行參數檢測,基于所測截止電壓和截止電流實現對IGBT老化程度預測;所檢測的截止電壓和截止電流為IGBT的靜態參數,能夠反映出IGBT的性能、失效與否以及健康程度;能夠對現場人員在IGBT的前期選型過程和運維失效判別、預防性維保過程起到指導意義。
本發明授權晶體管老化參數檢測裝置、老化程度預測系統及方法在權利要求書中公布了:1.一種晶體管老化程度預測系統,其特征在于,包括: 晶體管老化參數檢測裝置,用于獲取待預測的晶體管的截止電壓和截止電流; 預測模塊,用于利用預先訓練好的預測模型對獲取的截止電壓和截止電流進行處理,獲得待預測的晶體管下一個時間間隔的老化狀態;其中,預測模型包括LSTM網絡和分類器模型;所述LSTM網絡用于以相同時間間隔下截止電壓和截止電流時間序列為輸入,獲得下一個時間序列的截止電壓和截止電流歸一化預測值為輸出;所述分類器模型,用于將歸一化的截止電壓和截止電流預測值進行還原,結合參數判定標準將還原后的預測數值利用有監督式學習分類方法進行分類評估,得到下個時間序列晶體管老化程度達標與否的概率;其中,所述預測模型由訓練集訓練得到,所述訓練集包括多組數據,其中,每組數據均包括一組截止電壓和截止電流,以及標注與該組截止電壓和截止電流對應的晶體管的老化狀態的標簽;其中,LSTM網絡的訓練過程包括: 首先設定一個初始隱藏狀態h10,h20以及細胞狀態C10,C20,取值采用隨機生成函數的取值,x1t和x2t分別為第t個時間序列的IGBT截止電壓數值和截止電流數值;分別對截止電壓和截止電流網絡中遺忘門的輸出f11、f21進行求解; 輸入門由兩部分組成,第一部分輸入門輸出為i11,i21,第二部分輸入門輸出為a11,a21;遺忘門和輸入門的輸出結果都會作用于細胞狀態C1和C2; 隱藏狀態h11、h21由兩部分組成,第一部分是輸出門值o11、o21,它由上一時間的隱藏狀態和本時間的IGBT截止電壓和截止電流決定,可得隱藏狀態h11、h21的表達式; 計算出第一個時間的隱藏狀態和細胞狀態后,依次計算各個其他時間序列的IGBT截止電壓和截止電流,計算N次后,最后得第當前t時間序列下IGBT截止電壓VCES和截止電流ICES的下一個時間序列歸一化預測值; 利用輸出預測函數與實際值得到損失函數,對損失函數使用梯度下降法,求得各個參數的梯度計算公式,不斷更新迭代各個參數,直至滿足誤差要求,最終得到以相同時間間隔下IGBT截止電壓VCES和截止電流ICES時間序列為輸入,下一個時間序列的IGBT截止電壓和截止電流歸一化預測值為輸出的LSTM網絡。
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