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一种基于变参数功率循环的IGBT高精度低成本疲劳寿命评估方法
A High Accuracy and Low-Cost Fatigue Life Evaluation Method for IGBTs Based on Variable-Parameter Power Cycling
Yongle Huang · Xin Tang · Yifei Luo · Fei Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
IGBT模块的疲劳寿命对于电力电子设备的长期可靠运行至关重要。目前，获取功率器件疲劳寿命模型通常依赖于耗时且昂贵的功率循环测试。本文提出了一种更低成本、更高效率的IGBT疲劳寿命评估方法，通过变参数功率循环技术，有效缩短了测试周期并提高了评估精度。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该研究提出的变参数功率循环方法，能显著降低研发阶段的可靠性验证成本，并缩短测试周期。建议研发团队将其应用于iSolarCloud运维平台的数据积累中，通过实测数据校准仿真模型，...
窄结温波动对IGBT模块芯片连接焊料层影响的实验研究
Experimental Investigation on the Effects of Narrow Junction Temperature Cycles on Die-Attach Solder Layer in an IGBT Module
Wei Lai · Minyou Chen · Li Ran · Shengyou Xu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文研究了功率模块在小幅度结温波动（ΔTj）下的老化效应。通过对未老化和已老化模块进行功率循环测试，揭示了其失效机理，旨在为后续模块可靠性特征捕捉及寿命模型推导提供实验依据。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该研究聚焦于小幅度结温波动下的焊料层失效机理，对提升阳光电源产品在复杂电网环境下的长寿命设计至关重要。建议研发团队将此实验结论融入iSolarCloud的寿命预测模型中，优...
针对IGBT负载电流和温度变化的低测试成本数字门极驱动器鲁棒门极驱动向量搜索方法
Search Method of Robust Gate Driving Vectors for Digital Gate Drivers With Low Test Cost Against Load Current and Temperature Variations in IGBTs
Ting-Wei Wang · Toshiaki Inuma · Po-Hung Chen · Makoto Takamiya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
数字门极驱动技术通过主动门极驱动有效平衡了功率器件的开关损耗与电压/电流过冲。然而，最优门极驱动向量（GV）受温度和负载电流影响显著。本文提出一种低测试成本的鲁棒GV搜索方法，旨在解决不同工况下驱动参数复用导致的性能劣化问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高价值。随着大功率IGBT模块在逆变器中的广泛应用，开关过程中的EMI抑制与损耗优化是提升效率与可靠性的关键。该研究提出的鲁棒门极驱动向量搜索方法，可直接应用于阳光电源的数字驱动电路设计...
一种基于关断电压vCE的压接式IGBT芯片表面压力分布均匀性无损监测方法
A Noninvasive Monitoring Method for Uniformity of Pressure Distribution on the Chip Surface in Single-Chip Press-Pack IGBTs With Turn-Off vCE
Tianchen Li · Feng He · Yiming Zhang · Xuebao Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
压接式IGBT（PPI）芯片表面的压力分布均匀性直接影响其可靠性。目前主流的压力膜测试法具有侵入性且局限性大。本文提出了一种基于电气参数的无损监测方法，通过监测关断过程中的集电极-发射极电压（vCE）特征，实现对单芯片PPI压力分布均匀性的实时评估。
解读: 该研究对于阳光电源的高功率密度产品线（如集中式光伏逆变器和大型储能系统PowerTitan系列）具有重要参考价值。压接式IGBT在兆瓦级功率变换器中应用广泛，其压力分布直接决定了模块的散热性能与寿命。通过引入该无损监测技术，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集成功率模块健康状态评估功能...
宽温应用下1.2kV SiC功率MOSFET与Si IGBT动态性能温度依赖性对比研究
Temperature Dependence of Dynamic Performance Characterization of 1.2-kV SiC Power mosfets Compared With Si IGBTs for Wide Temperature Applications
Jinwei Qi · Xu Yang · Xin Li · Kai Tian 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文研究了1.2kV SiC MOSFET在宽温条件下的动态性能，并与Si IGBT进行了对比。由于SiC材料的优越性，其在实现高功率密度和高效率转换方面具有巨大潜力。研究极端温度下的开关特性对于保障电力转换系统的安全与持续运行至关重要。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率变换技术。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，理解SiC在极端温度下的动态特性对于优化驱动电路设计、提升系统热管理能力及可靠性至关重要。建议研发团队利用该研究结论，完善SiC模块的选型标准及驱动参...
基于三电平功率模块的MV与LV直流配电系统互联直流固态变压器
DC Solid State Transformer Based on Three-Level Power Module for Interconnecting MV and LV DC Distribution Systems
Xiaodong Zhao · Binbin Li · Qintian Fu · Shukai Mao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种用于中压直流（MVdc）与低压直流配电系统互联的三电平直流固态变压器（TL-DCSST）。该方案利用具有优异开关特性的低压IGBT构建中压功率模块，有效减少了中频变压器的数量，提升了系统功率密度与效率，为直流微电网及直流配电架构提供了高效的电压变换解决方案。
解读: 该技术在直流配电与微电网领域具有重要应用前景，与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及工商业直流微电网解决方案高度契合。通过采用三电平拓扑和低压IGBT模块化设计，可显著提升直流变换器的功率密度并降低损耗，有助于优化阳光电源大功率储能变流器（PCS）的内部架构。建议研发...
用于超高电流和热性能功率IGBT的压接式封装
The Press Pack Packaging for Power IGBTs With Extremely High Current and Thermal Performance
Erping Deng · Hongyu Sun · Yuan Sun · Lixin Wu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种用于功率IGBT的压接式封装技术，旨在满足高压直流（HVDC）系统对功率密度和可靠性的严苛要求。文中设计了一种新型D型压接式IGBT结构，结合了P型和S型封装的优势，显著提升了电流承载能力与运行可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。HVDC级的高可靠性压接式IGBT封装技术，能够显著提升大功率变流模块的散热效率与抗热疲劳能力，从而延长设备在极端环境下的使用寿命。建议研发团队关注该D型结构在提升功率密度方面的潜力，将其作为未来...
基于准两电平调制的模块化多电平DC/DC变换器开路故障诊断与容错运行方法
Fault Diagnosis and Tolerant Operation Method of Open Circuit Fault in Modular Multilevel DC/DC Converter With Quasi-Two-Level Modulation
Cungang Hu · Weiye Yang · Bi Liu · Hongjian Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
模块化多电平DC/DC变换器（MMDC）是高压大功率直流变换的核心设备，具备高直流电压利用率和强功率传输能力，在直流电网中应用前景广阔。由于其包含大量IGBT开关器件，极易发生开路故障。本文针对准两电平调制下的MMDC，提出了一种有效的开路故障诊断与容错运行策略，以提升系统可靠性。
解读: 该研究聚焦于高压大功率DC/DC变换器的拓扑优化与可靠性提升，与阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站中的直流汇流/升压环节高度相关。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，模块化多电平技术是实现高效能量转换的关键。文中提出的故障诊断与容错运行方法，可直...
针对顶层金属与键合线接触退化研究的直流模式恒定结温波动功率循环策略
Constant ΔTj Power Cycling Strategy in DC Mode for Top-Metal and Bond-Wire Contacts Degradation Investigations
Son-Ha Tran · Zoubir Khatir · Richard Lallemand · Ali Ibrahim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了功率循环测试（PCT）中结温波动（ΔTj）对功率器件退化机制的影响。为分离不同退化模式并精确控制热应力，提出了一种“恒定ΔTj”功率循环策略，有效降低了各影响因素间的交叉干扰，为功率器件的寿命评估提供了更精准的实验方法。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的寿命预测与可靠性设计。功率器件是这些产品的核心损耗源，通过采用恒定ΔTj功率循环策略，研发团队能更准确地量化键合线脱落及金属层疲劳等失效模式，从而优化逆变器在极端工况下的热管理设...
谐振负载下软硬开关IGBT的功率损耗与电流分布红外热成像研究
Power Losses and Current Distribution Studies by Infrared Thermal Imaging in Soft- and Hard-Switched IGBTs Under Resonant Load
Manuel Fernandez · Xavier Perpina · Miquel Vellvehi · Oriol Avino-Salvado 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种基于红外热成像和柔性半桥谐振逆变器的测试平台，用于在芯片级研究电力电子器件的功率损耗与电流分布。通过在稳态运行条件下获取器件表面温度，实现了对功率损耗的精确推导，为评估不同开关模式下的器件性能提供了有效手段。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）中功率模块的选型与热设计。通过红外热成像技术在芯片级进行损耗与电流分布分析，能够显著提升公司在复杂工况下对IGBT模块热应力的评估精度。建议研发团队引入该测试方法，优化高功率密度产品（如PowerTitan ...
用于先进功率转换应用的1700V/50A SiC功率MOSFET相较于Si IGBT/BiMOSFET的高开关性能
High Switching Performance of 1700-V, 50-A SiC Power MOSFET Over Si IGBT/BiMOSFET for Advanced Power Conversion Applications
Samir Hazra · Ankan De · Lin Cheng · John Palmour 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
由于碳化硅（SiC）比硅（Si）具有更宽的带隙，SiC MOSFET显著降低了高压功率器件中的漂移区电阻。凭借极低的导通电阻和固有的低开关损耗，SiC MOSFET能够显著提升变换器效率并实现更紧凑的系统设计，是替代传统Si器件的理想选择。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的战略价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，采用1700V SiC MOSFET可显著提升系统功率密度，减少散热器体积，从而降低整机重量与成本。特别是在高压储能系统应用中，SiC器件能有效降低开关损耗，提升系统...
一种SiC MOSFET与Si二极管混合的三相大功率三电平整流器
An SiC MOSFET and Si Diode Hybrid Three-Phase High-Power Three-Level Rectifier
Chushan Li · Qing-xin Guan · Jintao Lei · Chengmin Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种高效且低成本的混合三相三电平整流器。通过利用宽禁带器件（SiC MOSFET）与硅基器件的混合配置，在提升功率密度和效率的同时，有效解决了全SiC方案成本过高的问题，为大功率电力电子变换器提供了更具经济性的设计方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大功率储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在追求高功率密度的同时，成本控制是产品竞争力的核心。该混合拓扑方案通过SiC与Si器件的优化组合，能够在保证高效率的前提下降低BOM成本，非常适合应用于PowerTitan等大功率储能系统及大型地面光伏逆变器。建议研发团队评...
超高压4H-SiC门极可关断晶闸管与绝缘栅双极型晶体管在高功率应用中的评估
Evaluation of Ultrahigh-Voltage 4H-SiC Gate Turn-OFF Thyristors and Insulated-Gate Bipolar Transistors for High-Power Applications
Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · Staffan Norrga · Hans-Peter Nee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文利用计算机辅助设计模型，评估了20-50 kV超高压4H-SiC P-i-N二极管、IGBT及GTO晶闸管的静态与动态性能。研究重点分析了在超高压应用场景下，这些宽禁带半导体器件的导通压降及开关特性，为高功率电力电子系统的设计提供了理论依据。
解读: 该研究探讨的20-50kV超高压SiC器件目前主要应用于超高压直流输电或特种工业电源领域，超出了阳光电源现有光伏逆变器（最高1500V）及储能系统（PowerTitan系列等）的电压等级需求。然而，随着宽禁带半导体技术的演进，SiC在高压领域的性能优势显著。建议研发团队持续关注超高压SiC器件的损耗...
一种基于正向压降磁滞曲线的高功率模块封装退化全模式状态监测新方法
A Novel Condition Monitoring Method for Full Modes of Package Degradation in High Power Modules Based on Hysteresis Curves of Forward Voltage Drop
Yuchen Wang · Hong Zhang · Jianpeng Wang · Jin Zhang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
高功率IGBT模块的封装退化严重影响电力电子变换器的运行安全。由于退化模式多样，现有监测方法难以全面评估模块健康状态。本文提出了一种基于正向压降磁滞曲线的功率模块封装退化全模式监测新方法，旨在实现更精准的健康状态评估。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统及风电变流器）具有极高的应用价值。作为高功率电力电子设备，IGBT模块的可靠性直接决定了产品的全生命周期运维成本。该方法通过正向压降磁滞曲线实现封装退化的全模式监测，能够有效提升iSolarClou...
一种由SiC和Si混合功率级组成的高效率三电平有源中点钳位变换器
An Extremely High Efficient Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Converter Comprising SiC and Si Hybrid Power Stages
Qing-Xin Guan · Chushan Li · Yu Zhang · Shuai Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
三电平变换器具有开关损耗低、滤波器尺寸小的优点。为实现高功率密度，常选用SiC MOSFET替代Si IGBT，但全SiC方案成本高昂。本文提出一种SiC MOSFET与Si器件混合的有源中点钳位（ANPC）变换器拓扑，在保证高效率的同时有效降低了系统总成本。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。通过在ANPC拓扑中采用SiC与Si混合功率级，可以在不显著增加成本的前提下，提升逆变器效率并缩小功率模块体积，从而进一步优化产品的功率密度。建议研发团队评估该混合方案在兆瓦级储能PCS中的应用潜力，以平衡...
多电平逆变器在恶劣矿山环境中运行的IGBT模块可靠性分析
Reliability Analysis of IGBT Modules of Multilevel Inverters Operating in Hostile Mining Environments
Caio Eduardo Silva · Gabriela Lígia Reis · André Mendonça Alzamora · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
脉宽调制电压源逆变器（PWM-VSI）广泛应用于 adjustable speed drives（ASD）中以控制感应电机。在重工业应用中，ASD与电机之间的长电缆会引发高频问题。一种创新方案是将逆变桥和直流母线电容移至电机侧，利用长电缆作为直流输电线路以缓解该问题。然而，逆变器在恶劣环境下的可靠性面临新挑战。本文基于失效物理（PoF）与可靠性设计方法，针对IGBT模块开展可靠性分析，优化设计并降低成本。结果表明，采用两种PWM策略及400 A–6.5 kV IGBT的三电平有源中点钳位（3L-...
解读: 该IGBT模块可靠性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。针对恶劣环境的PoF可靠性设计方法可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率模块优化，特别是沙漠、高原等极端工况下的PowerTitan储能系统。三电平ANPC拓扑与PWM策略优化可提升1500V光伏系统和大功率储能PCS的效率与寿...
一种基于多级阳极电压检测的4500V压接式器件单管关断能力无损测试方案
A Robust Nondestructive Test Scheme Based on Multistage Anode Voltage Detection for 4500 V Single-Cell Turn-Off Capability of Press-Packed Devices
Jiapeng Liu · Zhanqing Yu · Xiaorui Wang · Chunpin Ren 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
针对功率器件单管关断能力测试中，一旦发生关断故障即导致器件损毁的问题，本文提出了一种基于多级阳极电压检测的鲁棒性无损测试方案。该方案能够有效评估4500V压接式器件的关断能力，在保证测试安全的同时，为器件失效机理研究提供了非破坏性的实验手段。
解读: 该研究针对高压压接式器件（如高压IGBT）的关断能力测试，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中使用的核心功率模块具有重要参考价值。高压压接器件是大型电力电子设备可靠性的基石，该无损测试方案能显著降低研发阶段的器件损耗成本，并提升对器件失效机理的深度理解。建议研发团队...
栅极电阻对改善硅/碳化硅混合开关动态过流应力的影响
Impact of Gate Resistance on Improving the Dynamic Overcurrent Stress of the Si/SiC Hybrid Switch
Xiaofeng Jiang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Hua Mao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
硅/碳化硅（Si/SiC）混合开关（HyS）结合了高电流Si IGBT与低电流SiC MOSFET的优势，在轻载和重载下均能实现更低的导通损耗。然而，为避免器件损坏，必须解决HyS在重载条件下所面临的动态过流应力问题。本文研究了栅极电阻对缓解该过流应力的影响。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，Si/SiC混合开关技术可在保持成本优势的同时，有效降低系统损耗。通过优化栅极驱动电路（如动态调整栅极电阻），可以显著改善功率模块在重载工况下的动态过流应力，从而提升逆变器和PCS的...
基于关断栅极电压下冲与过冲的多芯片IGBT功率模块芯片失效程度评估方法
Die Failure Degree Evaluation Method in Multidie IGBT Power Modules Based on Turn-Off Gate Voltage Undershoot and Overshoot
Mingchao Zhou · Lei Wang · Lijun Diao · Yanbei Sha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
大功率变换器常采用并联多芯片绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块。本文提出以关断过程中栅极-辅助发射极电压的下冲（$V_{\text{ge}'\_\text{us}}$）和过冲（$V_{\text{ge}'\_\text{os}}$）作为两个新型芯片失效敏感参数，用于评估因键合线脱落导致的芯片开路失效程度。分析表明，芯片失效会显著降低上述参数，且不受工况影响。通过双脉冲实验验证，随着失效芯片数量增加，所提参数单调下降，灵敏度高且对运行条件不敏感。进一步提出基于脉冲计数的评估电路与方法，仅需脉冲模式...
解读: 该IGBT芯片失效评估技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器均采用大功率多芯片IGBT模块，所提出的基于栅极电压下冲/过冲的失效检测方法，可集成至现有驱动电路实现在线监测，无需高精度ADC即可通过脉冲计数识别键合线脱落故障。该技术对工况不敏感的特性尤其适合...
SiC MOSFET：800V电动汽车空调压缩机的必然趋势
SiC MOSFETs: The Inevitable Trend for 800V Electric Vehicle Air Conditioning Compressors
He Xu · Lianjie Wang · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年9月
与传统燃油汽车不同，电动汽车的空调系统不仅要承担车厢的热管理，还要负责电池系统的热管理，甚至包括电机控制的热管理。对制冷和制热功率的高要求导致电动汽车的续航里程大幅减少。作为空调系统的核心，电动压缩机在电动汽车的热管理中起着至关重要的作用。本文表明，与硅绝缘栅双极型晶体管（Si IGBT）相比，碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）更适用于 800V 电动汽车的电动压缩机。本文从系统能效、压缩机运行边界、噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能以及系统小型化趋势等方面...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，本论文关于SiC MOSFET在800V电动汽车空调压缩机中的应用研究，为我们在新能源电力电子领域的技术演进提供了重要参考价值。 首先，论文系统论证了SiC MOSFET相比传统Si IGBT在高压应用中的优势，这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。...
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