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基于主动功率循环和反射测量法的双封装IGBT功率模块键合线损伤检测与SOH估计
Bond Wire Damage Detection and SOH Estimation of a Dual-Pack IGBT Power Module Using Active Power Cycling and Reflectometry
Abu Hanif · Douglas DeVoto · Faisal Khan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
功率电子开关（如IGBT）在长期高热和电应力下会发生性能退化。本文提出了一种利用主动功率循环和反射测量技术，对双封装IGBT功率模块进行键合线损伤检测及健康状态（SOH）估计的方法，旨在实现对功率开关失效的早期预测，提升电力转换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务至关重要。IGBT是组串式/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。键合线失效是功率模块最常见的故障模式之一，引入反射测量法（Reflectometry）进行在线监测，可显著提升iSolarCloud智能运维平台的故...
碳化硅(SiC) MOSFET在极端高温下温度敏感电参数的调查与比较
Investigation and Comparison of Temperature-Sensitive Electrical Parameters of SiC mosfet at Extremely High Temperatures
Xiaohui Lu · Laili Wang · Qingshou Yang · Fengtao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
得益于碳化硅（SiC）材料的优异特性，SiC MOSFET可在极端高温及恶劣环境下运行。为确保电力电子系统的可靠性，本文研究了利用温度敏感电参数（TSEPs）进行在线结温监测的方法，旨在通过监测器件健康状态提升系统运行的安全性与稳定性。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更小体积演进，SiC器件的应用已成为主流。在高温环境下对SiC MOSFET进行精准的结温监测，是提升系统可靠性、实现预测性维护的关键。建议研发团队将TSEPs监测技术集...
一种航空电机驱动器直流母线电容组的鲁棒健康监测方法
A Robust Health Monitoring Method for DC-Link Capacitor Banks in Aerospace Motor Drives
Xing Wei · Bo Yao · Zhaoxin Wang · Yingzhou Peng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种针对航空电机驱动器直流母线电容组的健康监测方案。该方法利用电机驱动器停机后的标准放电过程，仅通过直流母线电压曲线即可直接评估电容相对于健康基准的衰减百分比，无需额外的硬件升级或复杂的计算。
解读: 直流母线电容是光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan、ST系列）中最易老化的核心元器件之一。该研究提出的无需额外硬件、基于电压曲线的电容健康监测方法，具有极高的工程应用价值。阳光电源可将此算法集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器本地控制软件中，实现对电容寿命的在线预测与预警，从而...
基于预充电模型和低采样频率的铁路直流支撑电容电容值估计方法
A Capacitance Estimation Method for DC-Link Capacitors in Railways Based on Precharging Model and Low Sampling Frequency
Xun Wu · Kaidi Li · Rui Tian · Hengyi Yin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
直流支撑电容是轨道交通变流器中的关键薄弱环节。受电压、电流、充放电频率及温度等因素影响，电容老化会导致电路性能下降甚至失效。本文提出一种基于预充电模型和低采样频率的电容值估计方法，旨在实现对电容健康状态的有效监测，预防设备故障。
解读: 直流支撑电容是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的核心易损件。该研究提出的低采样频率电容估计方法，无需高带宽传感器，可直接嵌入iSolarCloud智能运维平台或PCS本地控制器中。通过在预充电阶段实时评估电容健康状态，能有效提升阳光电...
栅极电压跌落作为SiC MOSFET在线健康监测的新指标
Gate Voltage Dip as a New Indicator for Online Health Monitoring of SiC MOSFETS
Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sébastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于SiC/SiO2界面质量及栅氧化层较薄，SiC MOSFET易受电荷俘获机制影响，导致性能下降及损耗增加。本文提出一种模拟方法，通过提取栅极电压跌落特征，实现对SiC MOSFET老化机制的在线监测。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和转换效率，器件的长期可靠性成为关键。该研究提出的栅极电压跌落监测方法，无需复杂计算，易于集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器控制板中。建议研发团队将其转化为在...
基于零序电压的永磁电机匝间短路与高阻连接故障检测与分类
Detection and Classification of Turn Fault and High Resistance Connection Fault in Permanent Magnet Machines Based on Zero Sequence Voltage
Rongguang Hu · Jiabin Wang · Andrew R. Mills · Ellis Chong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
随着对电气系统可靠性要求的提高，健康监测与故障检测至关重要。永磁电机中常见的匝间短路故障会导致严重损坏，需及时检测与缓解；而高阻连接故障虽不直接导致严重后果，但会引起相位不对称。本文提出一种基于零序电压的检测与分类方法，旨在提升电机系统的运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的故障诊断与可靠性监测，对阳光电源的风电变流器业务具有参考价值。风电变流器作为发电机与电网的接口，其对发电机侧故障的快速识别能力直接影响系统可用率。虽然阳光电源目前主营光伏与储能，但风电变流器作为核心业务之一，引入此类基于零序电压的非侵入式故障诊断算法，可提升变流器对发电机绕...
基于直流侧二极管阵列的旋转轴无线传感器供电系统
Wireless Sensor Power Supply for Rotating Shaft Using DC-Side Diode Array With Stable Output
Zeheng Zhang · Hao Cheng · Zheng Li · Fuao Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对汽车车轴等旋转轴的24/7全天候健康监测，无线传感器供电技术具有重要应用前景。针对大半径旋转轴，该文提出采用分段式线圈以降低磁干扰和功率损耗，并设计了基于直流侧二极管阵列的拓扑结构，以实现无线能量传输系统输出电压的稳定性。
解读: 该技术主要涉及无线电能传输与旋转部件的传感器供电，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩核心业务关联度较低。但从技术延伸角度看，该研究中涉及的“分段式线圈”与“多路整流/稳压”技术，可为阳光电源iSolarCloud智能运维平台中，针对大型风电变流器或旋转机械部件的非接触式状态监测传感器供电提...
基于小波变换时频分析方法的Boost PFC变换器直流母线电容ESR在线估计
Online Estimation of ESR for DC-Link Capacitor of Boost PFC Converter Using Wavelet Transform Based Time–Frequency Analysis Method
Weiguo Lu · Xuemei Lu · Jinxin Han · Zhaoyang Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
铝电解电容（AEC）是AC-DC变换中易老化的关键组件，等效串联电阻（ESR）是评估其健康状态的重要指标。本文针对Boost PFC变换器，提出一种利用小波变换时频分析方法，通过捕捉开关瞬间（特别是关断时刻）输出电压纹波的跳变特征，实现对AEC的ESR在线估计，从而有效监测电容老化状态。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光伏逆变器、储能变流器（PCS）中的DC-Link电容寿命管理具有重要参考价值。目前阳光电源产品广泛使用电解电容，通过引入小波变换等时频分析算法，可实现对电容健康状态（SOH）的实时在线监测，从而在iSolarCloud平台上实现更精准的故障预警和预防性维护，降低运维成...
基于电压开关瞬态指纹的SiC功率MOSFET栅氧化层退化在线监测建模与分析
Modeling and Analysis of Monitoring Gate-Oxide Degradation of SiC Power MOSFETs in Circuit by the Fingerprints of Voltage Switching Transient
Y. Q. Chen · B. Hou · Y. H. Lin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文研究了基于电压开关瞬态指纹的SiC MOSFET栅氧化层退化监测原理与方法。建立了与SiC MOSFET氧化层陷阱相关的开通过程电压切换速率模型，并据此提出了相应的监测方法，为功率器件的健康状态评估提供了理论支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统全面转向SiC功率器件以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性成为关键挑战。该研究提出的基于开关瞬态指纹的在线监测方法，可集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器/PCS的控制固件中，实现对SiC器件...
基于数字孪生的五电平ANPC多电平变换器开路故障诊断
Digital Twin Enabled Open-Circuit Fault Diagnosis for Five-Level ANPC Multilevel Converters
Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
本文提出一种面向五电平有源中点钳位（5L-ANPC）功率变换器的创新性数字孪生（DT）健康监测策略，针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本，利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号，在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断，检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性，显著提升系统可靠性并降低维护成本。
解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合，其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案，可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，增强预测性维护能力。...
基于数字孪生的单相PWM整流器灰箱建模与关键参数监测
Gray-Box Modeling and Key Parameters Monitoring of Single-Phase PWM Rectifiers Based on Digital Twins
Sihui Zhang · Wensheng Song · Zhiwei Zhang · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
针对工业保密性和知识产权限制导致控制参数难以获取的问题，现有单相脉宽调制（PWM）整流器的白箱数字孪生（DT）模型在实际应用中受限。为此，本文提出一种可克服未知控制参数限制且精度更高的灰箱DT模型。该模型引入死区效应和电容等效串联电阻（ESR），提升了准确性，并更贴近实际系统运行特性，具备更全面的健康状态监测能力。基于实测动静态工况数据，模型部署于独立服务器，结合粒子群与鲸鱼优化混合算法实现关键参数精确在线监测。实验验证了模型在不同工况、参数及控制策略下的有效性，并分析了误差影响。本研究推动了非...
解读: 该灰箱数字孪生建模技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器和车载OBC充电机中，PWM整流器是核心功率单元，该技术可在无需获取控制参数的情况下实现精确建模，特别适用于第三方设备集成场景。引入死区效应和电容ESR的建模方法可提升SiC器件应用的精度，支持iSolarCloud平台的非...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
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