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一种利用IGBT器件寄生电感能量的暂态调节方法
A Transient Regulation Method Utilizing Parasitic Inductance Energy in IGBT Devices
童乐天 · 彭晗 · 岳乔治 · 辛晴 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年4月 · Vol.45
功率器件因封装和电路设计存在寄生电感，易引发门极振荡或电气应力增加。本文采用分布式参数耦合提取法建立器件内部与封装的全面寄生电感模型，通过瞬时能量积分分析寄生电感能量交互。提出能量转移支路实现寄生电感能量再利用，并结合dvce/dt产生的位移电流分流，分别调控电压和电流变化率。该技术可同时优化开关损耗与电气应力，无需高成本器件。在IKW75N60T双脉冲测试中（400 V/60 A），电流与电压过冲分别降低12.0%和14.5%，开通与关断损耗减少4.16%和7.6%。
解读: 该IGBT寄生电感能量利用技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过寄生电感建模和能量转移支路设计,可有效降低SG系列光伏逆变器、ST系列储能变流器中IGBT的开关损耗和电压应力。特别是在1500V高压系统中,该技术可提升功率器件可靠性,降低散热设计成本。对于车载OBC和充电桩等对功率密度要...
多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块反向耦合低感封装方法
A Low-Inductance Packaging Method for Multi-Chip Monolithic SiC Power Modules with Clip Interconnection Based on Reverse Coupling
张彤宇 · 王来利 · 苗昱 · 裴云庆 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
碳化硅功率器件因性能优异成为替代传统硅器件的重要选择，但封装中键合线和端子引入的寄生电感导致开关过冲与振荡，制约其优势发挥。本文提出一种多芯片整体式Clip互连封装方法，采用Clip取代键合线，并通过优化陶瓷基板布局实现内部电流反向耦合，降低寄生电感。结合电容直连结构抑制外部回路电感。仿真结果显示模块内部寄生电感为3.8 nH，功率回路电感5.0 nH；实验测得1 200 V/600 A样机功率回路电感4.53 nH，换流回路总电感5.87 nH，较传统模块降低44.6%。
解读: 该低感封装技术对阳光电源的SiC功率模块应用具有重要价值。通过Clip互连和反向耦合设计将功率回路电感降低44.6%，可显著提升公司SG350HX等大功率光伏逆变器的开关频率和效率。该技术尤其适用于PowerTitan储能系统的高频双向变流应用，有助于降低开关损耗和EMI干扰。对于快充桩等对功率密度...
基于数据手册规格的二极管反向恢复特性精确估算
Accurate Estimation of Diode Reverse-Recovery Characteristics From Datasheet Specifications
Utsab Kundu · Parthasarathi Sensarma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文提出了一种利用数据手册规格精确估算二极管反向恢复特性的结构化方法。该方法基于二极管电导模型，将反向恢复过程划分为四个工作模式，并综合考虑了器件电容和寄生电感等电路非理想因素，推导了各模式的状态方程，实现了对反向恢复特性的准确预测。
解读: 该研究对于阳光电源的功率模块设计与选型具有重要指导意义。在组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器等高功率密度产品中，二极管的反向恢复特性直接影响开关损耗、电磁干扰（EMI）及器件热应力。通过该估算方法，研发团队可在仿真阶段更精准地评估不同供应商器件的性能，优化驱动电路设计，从而提升...
现代电力电子封装中数字设计与有限元分析综述
Overview of Digital Design and Finite-Element Analysis in Modern Power Electronic Packaging
Asger Bjorn Jorgensen · Stig Munk-Nielsen · Christian Uhrenfeldt · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
宽禁带（WBG）半导体要求封装具备更低的寄生电感与电容，这推动了高集成度封装技术的发展。由于高集成度增加了电压、电流及温度测量的难度，设计人员需更多依赖仿真手段来洞察原型机的运行状态。本文综述了现代电力电子封装中的数字设计方法与有限元分析技术。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着SiC等宽禁带器件在光储产品中的广泛应用，高功率密度设计成为核心竞争力，但也带来了严峻的散热与寄生参数挑战。通过引入先进的有限元仿真与数字设计流程，研发团队能更精准地优化功率模块布局，降低寄生参数对开关...
键合线半桥SiC多芯片功率模块的寄生电感建模与优化
Parasitic Inductance Modeling and Reduction for Wire-Bonded Half-Bridge SiC Multichip Power Modules
Boyi Zhang · Shuo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文建立了包含SiC多芯片功率模块并联电流路径间互感的寄生电感模型。基于该模型，分析了SiC模块的瞬态响应，识别了关键寄生电感，并据此优化了封装布局，有效降低了模块的寄生参数。
解读: 该研究对于提升阳光电源核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）的功率密度和开关性能至关重要。SiC功率模块的寄生电感直接影响开关损耗、电压过冲及电磁干扰（EMI）。通过优化封装布局，可显著降低SiC器件在高速开关下的电压尖峰，从而提升系统可靠性并减小滤波器体积。建议研发团...
基于图模型的异构碳化硅多芯片功率模块布局生成优化
Graph-Model-Based Generative Layout Optimization for Heterogeneous SiC Multichip Power Modules With Reduced and Balanced Parasitic Inductance
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文提出了一种基于图模型的生成式布局优化方法，旨在降低并平衡异构碳化硅（SiC）多芯片功率模块的寄生电感。该方法通过优化模块布局，有效改善了电压过冲和瞬态电流不平衡问题，提升了高功率密度变换器的动态性能与设计效率。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC功率模块的寄生参数控制是提升整机效率和可靠性的关键。该布局优化方法可直接应用于公司下一代SiC功率模块的封装设计，有助于降低电压尖峰，减少对缓...
超快电流分流器
UFCS）：一种千兆赫兹带宽超低电感电流传感器
Luke Shillaber · Yunlei Jiang · Li Ran · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
随着电力电子器件开关速度进入纳秒级，寄生电感引起的过电压成为制约高频化、小型化的关键挑战。本文提出了一种超快电流分流器（UFCS），具备千兆赫兹带宽和超低电感特性，能够精确测量极高电流变化率（di/dt），为宽禁带半导体器件的驱动与保护提供了有效的测试手段。
解读: 该技术对于阳光电源在SiC和GaN等宽禁带半导体器件的应用至关重要。随着PowerTitan储能系统及组串式逆变器向更高开关频率发展，寄生参数对系统效率和可靠性的影响日益显著。UFCS技术可作为研发阶段的精密测试工具，用于优化功率模块的回路设计，降低开关损耗，并提升iSolarCloud平台对功率器...
基于比例校准法的IGBT在线变流器级温度估计
Online Converter-Level Temperature Estimation for IGBTs Using Proportional Calibration Method
Xinbin Fang · Pengju Sun · Chun He · Bo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于母排寄生电感电压过冲的IGBT在线结温（Tj）评估方法。该方法利用具有较高灵敏度的电压过冲作为温度敏感电参数，有效解决了变流器级结温监测的难题，为功率器件的实时健康状态监控提供了新思路。
解读: 该技术对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。IGBT是上述产品的核心功率器件，其结温直接决定了系统的寿命与可靠性。通过利用母排寄生电感实现无传感器在线测温，无需额外硬件成本，即可实现对功率模块的实时热管理与寿命...
扩展电流分流器带宽以实现宽禁带器件开关损耗的精确评估
Extending Current Shunt Bandwidth for Accurate Switching Loss Evaluation of Wide-Bandgap Devices
Qi Hui · Bin Li · Xiaoyong Ren · Qianhong Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
由于电流分流电阻与等效串联电感形成的零点限制，低阻值分流器的带宽难以提升，这阻碍了对高电流等级、高开关速度的宽禁带（WBG）器件进行精确的开关损耗评估。本文提出了一种非传统的惠斯通电桥分流器模型视角，揭示了其频率响应特性，为提升宽禁带器件测试精度提供了新方法。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC等宽禁带器件，提升开关损耗评估精度对于优化系统效率和热管理至关重要。该研究提出的分流器带宽扩展方法，可直接应用于研发阶段的功率模块测试平台，帮助工程师更准确地获取高频开关下的损耗数据。建议将其引入到逆变器及PCS产品的...
利用磁耦合辅助回路表征并最小化可重构电池系统中的换流回路电感
Characterization and Minimization of Commutation Loop Inductance in Reconfigurable Battery Systems Using Magnetically Coupled Auxiliary Loops
Christian Hanzl · David Wenninger · Christian Endisch · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文研究了基于半桥拓扑的可重构电池系统中的换流回路电感问题，分析了串联电池单元数量变化对电感的影响。为降低回路电感，文章提出了三种优化方法，重点探讨了引入磁耦合导体/辅助回路的技术方案，旨在提升电力电子系统的开关性能与效率。
解读: 该研究直接针对储能系统中的核心功率变换环节，对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度方向发展，换流回路的寄生电感成为限制开关频率和效率的关键瓶颈。文中提出的磁耦合辅助回路优化方案，可有效降低开关过程中的电压尖峰，提升PCS模...
宽禁带功率电子模块的3D棱柱封装方法
3-D Prismatic Packaging Methodologies for Wide Band Gap Power Electronics Modules
Haotao Ke · Utkarsh Mehrotra · Douglas C. Hopkins · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
功率模块中的寄生电感限制了高频动态性能，而散热面积限制了功率密度。本文提出了一种基于互感抵消和多面散热概念的3D电力电子设计方法，并针对宽禁带半导体器件提出了新型3D棱柱封装方案，以提升模块的电热性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线的技术迭代。随着组串式逆变器和PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC等宽禁带器件的应用已成为主流。该3D封装技术通过降低寄生电感和优化散热，能有效提升逆变器及PCS的效率与功率密度，减少开关损耗。建议研发团队关注该封装结构在下一代高压储...
ZVS Buck变换器的多时间尺度分析模型
A Multitime-Scale Analytical Model of ZVS Buck Converter
Mengjia Wei · Quanming Luo · Jian Chen · Xinyue Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种针对基于低压eGaN HEMT的零电压开关（ZVS）Buck变换器的多时间尺度分析建模方法。该模型综合考虑了寄生电感、非线性结电容及非线性跨导等因素，详细探讨了开关稳态与瞬态模式，为提升高频功率变换器的设计精度提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于GaN器件在Buck电路中的高频建模，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN等宽禁带半导体在小功率变换器中的应用日益广泛。该多时间尺度建模方法有助于优化阳光电源产品中DC-DC级的设计，通过精确预测开关瞬态过程，可有效降低开关损耗、优化EM...
商用1200 V/80 mΩ SiC MOSFET的单脉冲雪崩模式鲁棒性
Single-Pulse Avalanche Mode Robustness of Commercial 1200 V/80 mΩ SiC MOSFETs
Mitchell D. Kelley · Bejoy N. Pushpakaran · Stephen B. Bayne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
1200V碳化硅（SiC）MOSFET的商业化显著提升了电力电子系统的效率与功率密度。然而，在电磁阀控制、固态变压器及各类DC-DC变换器应用中，高di/dt与寄生电感耦合产生的高压尖峰可能导致MOSFET进入雪崩模式。本文研究了商用1200V SiC MOSFET在雪崩模式下的鲁棒性，为高可靠性功率变换设计提供理论支撑。
解读: SiC MOSFET是阳光电源新一代组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高压充电桩的核心功率器件。随着系统功率密度不断提升，寄生参数带来的电压尖峰风险增加，研究器件的雪崩鲁棒性对于提升产品在极端工况下的可靠性至关重要。建议研发团队参考该研究，在电路设计中优化PCB布局以降低寄生电感，并结合器...
牵引逆变器应用中IGBT导通电压测量的寄生效应补偿方法
Parasitic Effect Compensation Method for IGBT ON-State Voltage Measurement in Traction Inverter Application
Yingzhou Peng · Kaiqi Chu · Shujia Mu · Hu Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种新型补偿方法，旨在消除运行中变换器内寄生电感对功率半导体器件导通电压测量精度的影响。该方法通过在线、无损的方式，仅利用逆变器输出电流和功率器件导通电压数据，即可实现对寄生效应的有效补偿。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为上述产品的核心功率器件，其导通电压（Vce_on）是评估器件健康状态和结温监测的关键指标。通过该补偿方法，阳光电源可以在iSolarCloud智能运维平台中实现更精准的功率模块在线状态监测与故障预警，有...
一种基于间接功耗水平的SiC MOSFET快速短路保护方法
A Fast Short-Circuit Protection Method for SiC MOSFET Based on Indirect Power Dissipation Level
Wenyuan Ouyang · Pengju Sun · Minghang Xie · Quanming Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种针对碳化硅（SiC）MOSFET的间接功耗水平短路保护（IPDL-SCP）方法。该方法利用正常导通与短路状态下源极寄生电感（Lss）两端电压振荡（vss）的差异，结合对漏源电压（vds）的直接监测，实现了对SiC器件的快速短路保护，有效提升了功率器件在极端工况下的可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的短路耐受能力成为可靠性设计的核心挑战。该IPDL-SCP方法无需复杂的电流传感器，通过监测寄生电感电压即可实现快速保护，具有低成本、高响应速度的优势。建议研发...
一种具有超低寄生电感的DPC氮化镓功率模块柔性PCB设计
A Flexible-PCB on DPC GaN Power Module With Ultralow Parasitic Inductance
Hang Kong · Lixin Jia · Laili Wang · Yilong Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
氮化镓（GaN）器件凭借高开关速度和低导通电阻，推动了电力电子变换器向高频高功率密度发展。然而，封装寄生参数限制了其开关性能。本文提出了一种基于直接覆铜陶瓷（DPC）基板和柔性PCB的GaN功率模块封装方案，通过优化电路布局有效降低了寄生电感，从而充分发挥GaN器件的高频优势。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要价值。随着光伏逆变器和储能PCS向高频化、小型化演进，GaN器件的应用已成为提升功率密度的关键。该封装方案通过降低寄生电感，有助于解决高频开关下的电压尖峰和EMI问题，特别适用于阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能变流器（如PowerStack系列）。建议研...
一种基于寄生电感且具有寄生电阻自适应补偿的新型电流传感器
Novel Current Sensor Based on Parasitic Inductance With Adaptive Compensation for Parasitic Resistance
Xingchen Zhao · Tam Nguyen · Rolando Burgos · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种利用功率回路中现有寄生电感来精确测量功率器件电流的新型传感器。该方案具有高密度、高带宽、低成本和非侵入式等优点。文章重点解决了传感路径中寄生电阻对测量精度影响的挑战，通过自适应补偿技术实现了电流的准确监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，功率密度和响应带宽是关键指标。利用功率回路寄生电感进行电流采样，可省去传统分流器或霍尔传感器，显著减小体积并降低成本，同时提升控制回路的带宽，有助于实现更快速的故障保...
功率逆变器IGBT H桥平面母排寄生电感建模研究
Develop Parasitic Inductance Model for the Planar Busbar of an IGBT H Bridge in a Power Inverter
Ning Zhang · Shuo Wang · Hui Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
本文分析了基于IGBT桥开关状态和直流母线电容配置的平面母排电流路径，建立了包含自感和互感的母排电路模型。通过对不同开关状态下的电感模型进行分析与简化，为功率变换器的高频设计提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关系到阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率密度提升。随着功率模块开关频率的提高，母排寄生电感引起的电压尖峰是限制IGBT可靠性的关键因素。通过精确的寄生电感建模，研发团队可优化母排叠层结构，有效抑制开关过电压，从而降低对缓冲电路的依...
低压eGaN HEMT开关过程分析模型及损耗计算
An Analytical Switching Process Model of Low-Voltage eGaN HEMTs for Loss Calculation
Kangping Wang · Xu Yang · Hongchang Li · Huan Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种改进的解析开关过程模型，用于计算低压增强型氮化镓高电子迁移率晶体管（eGaN HEMT）的开关损耗。针对eGaN HEMT开关速度快、寄生电感极小等区别于传统硅MOSFET的特性，该模型提供了更精确的损耗评估方法。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。该模型能够精确评估GaN器件在高速开关下的损耗，有助于优化逆变器及DC-DC变换器的热设计与效率。建议研发团队将其应用于iSolarCloud平台下的功率模块仿真工具中，以指导下一代高频、高效率户用逆变...
用于宽禁带器件动态特性测试的高带宽低电感电流分流器
High-Bandwidth Low-Inductance Current Shunt for Wide-Bandgap Devices Dynamic Characterization
Wen Zhang · Zheyu Zhang · Fred Wang · Edward V. Brush 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对宽禁带（WBG）器件的高速开关特性，传统电流传感器难以满足高带宽与低寄生电感的要求。本文分析了同轴结构分流电阻在提升带宽和降低回路寄生电感方面的关键作用，为WBG器件的动态特性评估提供了高精度测量方案。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC MOSFET等宽禁带器件，开关速度的提升对驱动电路和功率回路的寄生参数提出了严苛要求。该研究提出的高带宽低电感分流技术，可直接应用于研发阶段的功率模块动态特性测试，有助于优化SiC驱动设计，降低开关损耗与电压尖峰。建议在实验...
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