IGBT模块大气中子失效率的评估方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本技术涉及失效测试领域，具体而言，涉及一种igbt模块大气中子失效率的评估方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、空间宇宙射线在进入地球大气层时，会与大气层中的n、o原子发生核级联反应，生成大量的次级辐射粒子，包括中子、质子、π介子、μ子、电子等。其中的大气中子是导致地面和大气层中igbt功率器件发生单粒子烧毁的主要因素，给大量应用igbt功率器件的电力传输、交通、工业控制等高可靠性需求系统带来了严重的威胁。虽然自然环境的大气中子通量较低，其诱发单个器件失效的概率也相对较低，但功率器件数量巨大且运行时间长，其整个生命周期内都面临着几乎恒定的大气中子辐照环境，这使得大气中子带来的失效风险愈加严峻。

2、针对上述背景，现有技术都是关注空间带电重离子导致的igbt功率器件的单粒子烧毁效应及其测试方法，其无法评估大气中子导致的igbt模块失效率。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种igbt模块大气中子失效率的评估方法、装置、电子设备和存储介质，用以实现对igbt模块大气中子失效率进行评估。

2、第一方面，本发明提供一种igbt模块大气中子失效率的评估方法，所述方法包括：

3、获取igbt模块的辐照试验的数据，其中，所述辐照试验的数据包括：辐照试验过程中发生失效的样品数量r、有效样品总注量tsum；

4、基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc；

5、基于所述igbt模块的辐照试验失效率λacc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间；

6、获取目标环境下的平均中子通量φ；

7、基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率；

8、将所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率和所述失效率置信区间作为所述igbt模块的失效率评估结果。

9、本技术的方法通过获取igbt模块的辐照试验的数据，其中，所述辐照试验的数据包括：辐照试验过程中发生失效的样品数量r、有效样品总注量tsum，进而能够基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，进而能够基于所述igbt模块的辐照试验失效率λacc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间，与此同时，通过获取目标环境下的平均中子通量φ，进而能够基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率，从而能够将所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率和所述失效率置信区间作为所述igbt模块的失效率评估结果，最终对igbt模块的失效了进行评估。

10、在可选的实施方式中，所述有效样品总注量tsum的计算式为：

11、tsum＝∑ni；

12、其中，i为第i只试验样品；ni为第i只试验样品失效时的中子注量。

13、本可选的实施方式通过上述计算式可计算有效样品总注量。

14、在可选的实施方式中，所述基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc对应的计算式为：

15、λacc＝r/tsum。

16、本可选的实施方式通过上述计算式可准确计算igbt模块的辐照试验失效率λacc。

17、在可选的实施方式中，所述基于所述igbt模块的辐照试验失效率(acc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间对应的计算式为：

18、

19、其中，x2为自由度为2r的卡方函数。

20、本可选的实施方式通过上述计算式可准确计算失效率置信区间。

21、在可选的实施方式中，所述基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率对应的计算式为：

22、λcr＝λacc×φn；

23、其中，λcr表示所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率。

24、本可选的实施方式通过上述计算式可计算igbt模块在所述目标环境下的真实失效率。

25、在可选的实施方式中，所述方法还包括：

26、获取所述igbt模块在所述目标环境下的偏置电压变化；

27、基于所述偏置电压变化修正所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率。

28、本可选的实施方式通过获取所述ibt模块在所述目标环境下的偏置电压变化，进而能够基于所述偏置电压变化修正所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率。

29、在可选的实施方式中，所述基于所述偏置电压变化修正所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率，包括：

30、当所述偏置电压变化不规则时，计算所述igbt模块在在一次开关周期的事件中，失效率随时间变化的波动曲线；

31、基于所述失效率随时间变化的波动曲线进行积分计算并基于积分计算结果修正所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率。

32、本可选的实施方式能够在所述偏置电压变化不规则时，计算所述igbt模块在在一次开关周期的事件中，失效率随时间变化的波动曲线，进而能够基于所述失效率随时间变化的波动曲线进行积分计算并基于积分计算结果修正所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效。

33、第二方面，本发明提供一种igbt模块大气中子失效率的评估装置，所述装置包括：

34、第一获取模块，用于获取igbt模块的辐照试验的数据，其中，所述辐照试验的数据包括：辐照试验过程中发生失效的样品数量r、有效样品总注量tsum；

35、第一计算模块，用于基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc；

36、第二计算模块，用于基于所述igbt模块的辐照试验失效率λacc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间；

37、第二获取模块，用于获取目标环境下的平均中子通量φ；

38、第三计算模块，用于基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率；

39、确定模块，用于将所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率和所述失效率置信区间作为所述igbt模块的失效率评估结果。本技术的装置通过执行igbt模块大气中子失效率的评估方法，能够通过获取igbt模块的辐照试验的数据，其中，所述辐照试验的数据包括：辐照试验过程中发生失效的样品数量r、有效样品总注量tsum，进而能够基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，进而能够基于所述igbt模块的辐照试验失效率λacc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间，与此同时，通过获取目标环境下的平均中子通量φ，进而能够基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率，从而能够将所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率和所述失效率置信区间作为所述igbt模块的失效率评估结果，最终对igbt模块的失效了进行评估。

40、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：

41、处理器；以及

42、存储器，配置用于存储机器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，执行如前述实施方式任一项所述的igbt模块大气中子失效率的评估方法。

43、本技术的电子设备通过执行igbt模块大气中子失效率的评估方法，能够通过获取igbt模块的辐照试验的数据，其中，所述辐照试验的数据包括：辐照试验过程中发生失效的样品数量r、有效样品总注量tsum，进而能够基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，进而能够基于所述igbt模块的辐照试验失效率λacc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间，与此同时，通过获取目标环境下的平均中子通量φ，进而能够基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率，从而能够将所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率和所述失效率置信区间作为所述igbt模块的失效率评估结果，最终对igbt模块的失效了进行评估。

44、第四方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行如前述实施方式任一项所述的igbt模块大气中子失效率的评估方法。

45、本技术的存储介质通过执行igbt模块大气中子失效率的评估方法，能够通过获取igbt模块的辐照试验的数据，其中，所述辐照试验的数据包括：辐照试验过程中发生失效的样品数量r、有效样品总注量tsum，进而能够基于所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r和所述有效样品总注量tsum，计算所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，进而能够基于所述igbt模块的辐照试验失效率λacc、所述有效样品总注量tsum、所述辐照试验过程中发生失效的样品数量r，计算失效率置信区间，与此同时，通过获取目标环境下的平均中子通量φ，进而能够基于所述目标环境下的平均中子通量φ、所述igbt模块的辐照试验失效率λacc，计算所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率，从而能够将所述igbt模块在所述目标环境下的真实失效率和所述失效率置信区间作为所述igbt模块的失效率评估结果，最终对igbt模块的失效了进行评估。