IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)以其良好的综合性能和强大的生命力,被广泛应用于可再生能源发电、汽车电子、机车牵引、航空航天等众多领域。IGBT功率模块作为电力电子系统中的核心器件,其长期安全可靠的运行对整个系统至关重要。因此,当前急需寻求一种IGBT模块的状态监测、故障诊断与安全评估的有效方法,以此实现对模块的可靠性评估和寿命预测,提高电力电子系统运行管理的自动化水平。本文基于IGBT模块失效机理设计了IGBT模块健康状态监测系统,主要对模块参数采集、结温预测和寿命预测等方面做了深入研究。首先,阐述和分析了IGBT模块的基本结构、工作原理、失效机理及寿命预测模型,总结对比了各种失效模式下的监测方式和方法。其次,由于IGBT模块工作时的结温难以直接精确测量,本文采用了dVCE(sat)/dICE的在线结温预测方法,并通过仿真和实验验证了该方法的可行性,同时详细分析了基于结温的IGBT模块寿命预测模型;接着,针对IGBT模块端部参数监测方法设计了模块健康状态监测系统,详述了采集模块和存储模块的硬件电路设计及其应用程序设计;最后,在整体健康状态监测系统正常运行的基础上,使用系统采集到的饱和压降、集电极电流和温度对IGBT模块做了结温和寿命预测,并通过MatlabGUI图形用户界面设计了监测系统,实现了数据的处理和应用。本文主要分析了IGBT模块状态参量,得出了参量与结温之间的关系,并通过健康状态监测系统采集到的状态参量对结温和寿命进行了预测。这对IGBT模块健康状态监测和安全评估提供了理论基础,也对模块可靠性研究有参考意义。