绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）在电力电子系统中应用广泛,其因老化而产生的失效若不能提前被发现,可能会造成系统性的损坏,甚至造成重大灾难。本文主要研究基于特征参数的IGBT老化状态监测方法和寿命预测方法,以实现IGBT老化状态的实时评估,在老化失效前发出预警,以提高电力电子系统运行的可靠性和运维的经济性。在详细分析IGBT老化失效机理的基础上,针对主要老化表现形式之一的键合线老化,本文分别研究了基于导通压降Vce和关断过程米勒平台时间t GP的状态监测方法。在传统的基于交点处Vce消除结温对监测效果影响的方法外,提出了基于动态自适应Vce参考值消除结温影响的方法,适用性更广。另外,证明了将t GP作为新的老化特征参数的有效性,并分析了结温等参数对其监测效果的影响机理。在将上述状态监测方法进行对比评估的基础上,研究了将基于动态自适应Vce参考值应用于牵引整流器中IGBT状态监测的可行性。在对牵引整流器的基本结构和控制方法详细分析的基础上,提出了相应的应用策略,有效实现了牵引整流器中IGBT的键合线老化状态监测。功率循环加速老化实验是研究IGBT寿命的重要实验手段,由于功率循环周期的大小对整体实验效率和器件老化形式均有较大影响,本文研究了基于多参数优化的功率循环周期调节策略。在详细分析功率循环实验中温升过程和冷却过程的原理和影响因素的基础上,提出了同时调节集电极导通电流Ic、集射极关断电压Vce-off、门极驱动电压幅值Vg、门极电阻Rg、开关频率f、占空比D、散热片面积S、散热片材料、风扇功率Pw等多种参数调节功率循环周期的方法。本文还研究了基于结温的牵引变流器中IGBT寿命预测方法。针对实际应用中面临复杂任务工况的IGBT,可由电热模拟法得出其结温波动曲线,再由雨流计数法提取温度载荷,结合功率循环加速老化实验拟合出的解析寿命模型和线性损伤累积理论,最终评估出剩余寿命。本文以地铁牵引逆变器中IGBT的寿命预测为例,考虑速度和坡道的任务曲线,进行寿命的计算分析。