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采用平面变压器的LLC变换器：问题与缓解措施
LLC Converters With Planar Transformers: Issues and Mitigation
Mohammad Ali Saket · Navid Shafiei · Martin Ordonez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
LLC谐振变换器因其高效率和电气隔离特性，广泛应用于便携设备、平板电视及电动汽车充电桩。针对这些应用对薄型封装的需求，平面变压器（PT）被广泛采用。本文探讨了平面变压器在LLC变换器应用中面临的关键问题，并提出了相应的缓解措施，以优化其高度、漏感及热性能。
解读: 平面变压器技术是阳光电源提升产品功率密度和散热性能的关键路径。在电动汽车充电桩及户用光伏逆变器领域，采用平面变压器可显著降低整机高度，满足紧凑型安装需求。该文献提出的漏感控制与热管理优化方案，可直接指导阳光电源充电桩模块及高频DC-DC变换器的设计，有助于提升系统效率与可靠性。建议研发团队重点关注平...
固态变压器高频矩阵变压器优化设计
Optimization Design of High-Frequency Matrix Transformer for Solid-State Transformer
Zhenyu Wan · Yongjian Li · Haoming Wang · Xiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
作为固态变压器的核心组件，高频变压器（HFT）的设计对提升系统效率与功率密度至关重要。本文提出了一种在不增加体积的前提下提升HFT热性能的新型矩阵磁芯结构，并建立了改进的电磁与热特性计算模型，以实现更精确的性能预测。
解读: 该研究提出的矩阵变压器结构及多物理场耦合仿真方法，对阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大功率组串式逆变器具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提升，变压器热管理成为制约系统可靠性的瓶颈。建议研发团队借鉴文中矩阵磁芯设计思路，优化大功率PCS中的磁性元件设计，结合阳光电源现有的液冷技术...
具有改进热性能的九开关功率转换系统应用准则
Application Criteria for Nine-Switch Power Conversion Systems with Improved Thermal Performance
Zian Qin · Poh Chiang Loh · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
九开关变换器作为传统12开关背靠背变换器的简化版本，在降低开关数量的同时面临运行约束。本文探讨了其在特定工况下相比传统拓扑的效率优势，并分析了其热性能表现，为该拓扑在功率转换系统中的应用提供了设计准则。
解读: 九开关变换器通过减少开关器件数量，有望在紧凑型光伏逆变器或小型储能变流器（PCS）设计中实现更高的功率密度和成本优化。该研究提出的热性能改进准则，对于阳光电源优化组串式逆变器及PowerStack储能系统的散热设计具有重要参考价值。建议研发团队评估该拓扑在空间受限场景下的应用潜力，重点关注其在不同负...
利用低介电常数材料降低共模电磁干扰的功率半导体模块
Power Semiconductor Module With Low-Permittivity Material to Reduce Common-Mode Electromagnetic Interference
Jong-Won Shin · Chi-Ming Wang · Ercan M. Dede · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文提出了一种在功率半导体模块中布局低介电常数材料的设计方案，旨在降低寄生共模（CM）电容，从而抑制共模电流。在不牺牲半导体器件与散热器之间热性能的前提下，通过将直接键合铜（DBC）基板底部部分铜层替换为空气，有效降低了寄生电容，优化了模块的电磁兼容性（EMC）。
解读: 该技术对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）具有重要应用价值。随着功率密度不断提升，高频开关带来的EMI问题已成为系统设计的瓶颈。该方案通过优化DBC基板结构降低寄生电容，在不影响散热的前提下改善EMC性能，有助于减小滤波器体积，提升整机功率密度。建议研发...
平面PCB磁性元件的快速准确解析热建模
Fast and Accurate Analytical Thermal Modeling for Planar PCB Magnetic Components
Lucia Clavero Ordonez · Alberto Delgado Exposito · Pedro Alou Cervera · Miroljub Bakic 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
随着高功率密度设计的发展，PCB集成磁性元件的散热问题日益突出。本文提出了一种适用于平面PCB磁性元件优化设计的解析热建模方法，旨在实现高精度与低计算成本的平衡，为功率电子变换器的紧凑化设计提供理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack储能系统中的高功率密度磁性元件设计具有重要意义。随着产品向高功率密度演进，磁性元件的温升限制了整体效率与可靠性。该解析热建模方法可集成至研发流程中，替代部分耗时的有限元仿真，显著缩短研发周期，优化磁性元件布局，提升产品在极端工况下的热稳定性与可靠性...
利用硅凝胶封装功率半导体模块以提高可制造性并降低共模噪声
Utilizing Silicone Gel Encapsulation in Power Semiconductor Module to Improve Manufacturability While Reducing Common-Mode Noise
Sihoon Choi · Jiyoon Choi · Thiyu Warnakulasooriya · Jong-Won Shin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种新型功率模块设计，通过对直接键合铜（DBC）基板底层铜层进行刻蚀并采用硅凝胶封装。该设计在不牺牲尺寸、热性能及制造工艺的前提下，有效提升了可制造性并降低了共模（CM）电磁干扰。
解读: 该研究直接针对功率模块的电磁兼容性（EMC）与封装工艺优化，对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，共模噪声抑制是提升电网适应性和降低滤波器成本的关键。通过优化DBC基板结构与硅凝胶封装，不仅能提升模块的可靠性，还能有效降低系统级的EMI滤波需求，从...
基于陶瓷基板散热封装的SiC功率模块EMI抑制技术
EMI Mitigation for SiC Power Module With Chip-on-Ceramic Heatsink Packaging
Zhaobo Zhang · Wenzhi Zhou · Xibo Yuan · Elaheh Arjmand 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文提出了一种芯片直接贴装于金属化氮化铝（AlN）陶瓷散热器的封装方案，旨在降低SiC功率模块的共模（CM）噪声并提升热性能。通过减少开关节点与地之间的共模电容耦合，该封装有效抑制了EMI噪声。实验验证了其在DC-DC变换器中的性能优势。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要价值。随着SiC器件在高性能逆变器和PCS中的广泛应用，高频开关带来的EMI问题和散热瓶颈日益突出。该封装方案通过优化寄生参数和散热路径，能够显著提升功率密度，并降低EMI滤波器设计难度，有助于减小产品体积与成...
使用反向导通IGBT与传统IGBT模块的MMC热性能及年度损耗比较
Thermal Performances and Annual Damages Comparison of MMC Using Reverse Conducting IGBT and Conventional IGBT Module
Binyu Wang · Laili Wang · Wei Mu · Mengjie Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
模块化多电平变换器（MMC）中的IGBT模块存在功率损耗分布不均和温度波动问题，导致部分芯片成为热点，严重影响模块寿命。本文旨在研究低成本的改进措施，通过对比反向导通IGBT与传统IGBT模块的热性能及年度损耗，评估其对提升变换器可靠性的影响。
解读: 该研究关注IGBT模块的热性能与可靠性，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑常用于高压大功率场景，通过采用反向导通IGBT（RC-IGBT）或优化热设计，可有效降低热点温度波动，提升系统在极端工况下的使用寿命。建议研发团队在下一代高功率密度...
一种用于大功率压接式IGBT的结壳热阻测试替代方法
An Alternative Junction-to-Case Thermal Resistance Test Method for High Power Press-Pack IGBTs
Hongyu Sun · Yuan Sun · Erping Deng · Yushan Zhao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
压接式IGBT（PP IGBT）因其双面冷却、易于串联及高功率密度，在大功率应用中表现优异。准确测量结壳热阻（Rthjc）对于评估其热性能至关重要。本文提出了一种改进的测试方法，旨在解决现有热阻测试方法在精度和适用性上的局限性，为高压大功率电力电子系统的热设计提供更可靠的依据。
解读: 该研究针对大功率压接式IGBT的热阻测试，对阳光电源的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。在大功率电力电子变换器设计中，散热性能直接决定了系统的功率密度与可靠性。通过引入更精确的Rthjc测试方法，研发团队能更精准地进行热仿真与热管理设计，优化模块选型与散热...
Si/SiC混合开关在宽功率范围下结温平衡的主动栅极延迟时间控制
Active Gate Delay Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Junction Temperature Balance Over a Wide Power Range
Zongjian Li · Jun Wang · Linfeng Deng · Zhizhi He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文研究了Si/SiC混合开关的栅极延迟时间控制策略。针对传统固定延迟时间方案在不同工况下性能受限的问题，提出了一种主动控制方法，旨在优化混合开关的电气与热性能，实现宽功率范围内的结温平衡，从而提升功率变换器的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着碳化硅（SiC）器件在高性能逆变器中的渗透率提升，Si/SiC混合封装方案是平衡成本与效率的有效路径。通过主动栅极延迟控制实现结温平衡，可显著提升功率模块的可靠性，延长产品寿命，并优化...
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...
横向键合与垂直集成大功率二极管模块的共模噪声及热性能对比研究
Comparison Study of Common-Mode Noise and Thermal Performance for Lateral Wire-Bonded and Vertically Integrated High Power Diode Modules
Chengcheng Yao · Zhongjing Wang · Wenwei Li · He Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了旨在优化共模（CM）噪声和热性能的功率模块设计。以高频全桥二极管整流器为案例，通过简化的CM等效模型和参数化研究，识别了影响CM噪声产生与抑制的关键因素。研究表明，合理的寄生参数设计与对称性对提升模块性能至关重要。
解读: 该研究关注功率模块的寄生参数优化与热管理，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器（PCS）设计具有重要指导意义。随着功率密度提升，高频下的共模噪声抑制与散热设计是提升产品效率与电磁兼容性（EMC）的核心。建议研发团队在下一代SiC功率模块封装选型中，参考文中关于垂直集成结构的分析，...
Kresling折纸结构作为可展开散热鳍片的热性能研究
Thermal performance of Kresling origami structures as deployable heat fins
United Arab Emirates · Hussam Sababha · Energy Fuels · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本文研究Kresling折纸结构作为紧凑型可展开散热鳍片在自适应热管理中的热性能。该鳍片可沿目标表面驱动，实现高效空间利用的几何变换，影响对流与传导传热机制。通过数值模拟与实验方法，分析其导热与对流特性；实验在可控风洞中进行，数值模型基于质量、动量与能量守恒定律构建三维瞬态模型。结果表明，在低雷诺数下，收缩态Kresling鳍片的努塞尔数比展开态高20%，且表面温度分布更均匀。研究表明，Kresling结构在动态热调控中具有应用潜力。
解读: 该Kresling折纸可展开散热技术对阳光电源储能与功率产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可设计自适应散热鳍片，根据功率模块温度动态调节展开度，低负载时收缩节省空间，高负载时展开增强散热，提升20%的散热效率。在ST系列储能变流器的SiC/GaN功率模块散热设计中，折纸结构...
飞机电力电子应用中过流热管理策略的比较研究
A Comparative Study of Thermal Management Strategies for Overcurrent in Aircraft Power Electronics Applications
Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明，PCM响应时间为秒级，而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻，降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低，结温降低最显著，且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动，延长了器件寿命。
解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化，有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案，热管技术可显著降低结温波动，延长功率器件寿命，提升Powe...
针电极在离子风中可靠性的实验分析
Experimental Analysis on Reliability of Needle Electrodes in Ionic Wind
Sambhav Prashit Kaphle · Anandaroop Bhattacharya · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年12月
近年来，电流体动力学（EHD）冷却作为一种固态冷却技术备受关注，这是因为它没有移动部件、功耗低、运行安静，且与被动冷却技术相比热性能更优。这种冷却装置的常见形式是分别采用针电极和翅片式散热器作为发射极和集电极来产生离子风。影响这些空气流动装置可靠性的一个主要因素是针电极随时间发生的性能退化。在本研究中，我们通过实验研究了不锈钢针电极的可靠性，并对其在60个运行周期内的性能进行了表征。结果表明，从热源温度升高或热阻增大可以看出，传热性能显著下降。直流离子风带来的冷却增强效果从2.6倍降至2.05倍...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于离子风针状电极可靠性的研究具有重要的参考价值。我们的光伏逆变器、储能变流器等核心产品在高功率密度运行时面临严峻的散热挑战，而电流体动力学（EHD）冷却技术作为固态冷却方案，其无机械运动部件、低功耗和静音运行的特性与我们追求的高可靠性、长寿命产品理念高度契合。 该研...
基于分布式气隙与高热导率平面磁元件的3D氮化镓PoL转换器
A 3-D GaN-Based PoL Converters Based on the Planar Magnetic Component With Distributed Air Gap and High Thermal Conductivity
Longyang Yu · Wei Mu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
新兴的氮化镓器件具有更小的体积和更低的开关损耗，适用于点负载（PoL）转换器。然而，高频铁氧体材料的磁芯损耗密度已接近瓶颈，难以进一步减小磁芯截面积，导致平面电感成为多数PoL转换器中高度最高的元件。本文提出一种基于合金粉末磁芯集成磁元件的3D GaN PoL转换器，该磁元件具有分布式气隙、更低的磁芯损耗和更高的热导率，显著提升转换器的效率与散热性能。文章详细分析了磁元件的寄生参数、磁设计及热特性，并搭建了90 W、12–1.8 V的四相PoL转换器样机，对比采用铁氧体与合金磁芯的性能。实验结果...
解读: 该3D GaN PoL转换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，分布式气隙平面磁元件可显著降低DC-DC变换级的体积与损耗，提升功率密度；合金粉末磁芯的高热导率特性可改善散热设计，延长系统寿命。在SG光伏逆变器的Boost升压电路中，该磁元件技术可减小电感体积，配合GaN器...
不同冷却条件下油浸式电力变压器热性能的实验评估
Experimental Evaluation of OD/OF/ON Power Transformer's Thermal Performance Under Different Cooling Conditions
Leonardo H. Medeiros · Micael M. Oliveira · Carlos E. G. Falcão · Rafael C. Beltrame 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
电力变压器是电气系统的重要组成部分，其使用寿命受内部温度的影响，高温会加速其固体绝缘材料的老化。因此，开展旨在理解和改善这些部件热性能的研究是非常有必要的。本文基于对一台配备22个光纤传感器的原型装置进行的14次温升试验，对采用导向油冷、强迫油冷和自然油冷系统的变压器进行了热性能分析。这些光纤传感器用于测量变压器活动部件沿线以及诸如顶层油温、散热器入口等关键点的温度。通过使用完整的试验装置，改变散热器和风扇的数量，以评估它们对导向油冷和强迫油冷系统的影响。此外，还在两种配置下测试了冷却系统完全停...
解读: 该变压器热管理研究对阳光电源储能系统和光伏逆变器的热设计具有重要参考价值。在PowerTitan大型储能系统中，隔离变压器是关键部件，其热性能直接影响系统可靠性和寿命。研究揭示的冷却方式优化策略可应用于ST系列储能变流器的变压器热管理设计，通过强化冷却降低绕组热点温度，延长绝缘寿命。对于MW级光伏逆...
高导热电绝缘电子封装用于浸没式水冷却
Thermally Conductive Electrically Insulating Electronics Packaging for Water Immersion Cooling
Tarek Gebrael · Arielle R. Gamboa · Muhammad Jahidul Hoque · Shayan Aflatounian 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月
功率密度的提升使热设计成为未来电气设备研发中的关键环节。数据中心和电动汽车等系统产生的热量越来越多，这需要高效的冷却方式，以将电子设备的温度控制在其耐受极限以下，确保其可靠性。浸没式冷却已成为一种颇具前景的热管理技术，它能使冷却液更接近发热元件，从而降低热阻并提高冷却效果。尽管浸没式冷却中使用的介电流体冷却液不会影响浸没其中的电气设备的电气性能，但其冷却性能相较于水等理想冷却液而言较差。若要将水用作浸没式冷却液，电子设备需要进行封装以防止短路。在此，我们开发了一种封装方法，可使电子设备与周围的水...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项水浸式冷却封装技术具有重要的战略价值。随着我们的光伏逆变器和储能变流器功率密度持续提升，热管理已成为制约产品性能突破的关键瓶颈。目前主流的风冷和传统液冷方案在面对350kW以上大功率设备时，散热效率和系统紧凑性难以兼顾。 该技术的核心价值在于通过氮化铝（AlN）和Pa...
具有芯片高度差的异构HBM-GPU封装集成微流道冷却
Integrated Microfluidic Cooling of Heterogeneous HBM-GPU Package with Die Height Difference
Euichul Chung · Muhannad S. Bakir · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年11月
本文分析了具有台阶高度差异的异构集成高带宽内存（HBM） - 图形处理单元（GPU）模块的系统级热管理问题。不同功能和芯片尺寸的高功率小芯片的异构集成推动了与多芯片配置兼容的先进冷却解决方案的发展。通过利用计算流体动力学（CFD） - 传热（HT）分析，我们提出了补偿多芯片厚度不匹配的顶面单相微流体冷却解决方案，包括带有结构硅的扁平微通道针翅式散热器（F - MPFHS）和后向台阶微通道针翅式散热器（BFS - MPFHS）。以带有结构硅的传统强制风冷散热器为基准对热性能进行评估。HBM - G...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对HBM-GPU异构封装的微流道冷却技术具有重要的借鉴价值和应用潜力。随着我们光伏逆变器和储能系统向高功率密度、高集成度方向发展，功率器件的热管理已成为制约系统性能和可靠性的关键瓶颈。 该研究提出的单相微流道冷却方案能够在0.15升/分钟流量下，以仅117-169毫...
用于颗粒基高温热化学储能连续式反应器-换热器的千瓦级工程设计
Engineering design of a kW-scale continuous reactor-heat exchanger for high temperature discharge of particle-based thermochemical energy storage
Juvenal Ortiz-Ullo · Lucas Freiberg · Fuqiong Lei · Kelvin Randhir 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327
摘要 本研究探讨了用于高温（约1000°C）热化学储能（TCES）应用的千瓦级连续氧化反应器的理论设计参数及其热性能。该概念采用逆流式颗粒基系统，包含一个带有换热器的反应区，用于提取氧化反应所产生的热量。在高温反应区域的上方和下方均设有显热回收区，以便在稳态运行期间实现颗粒与氧化气体在接近环境温度下的进料与排出。研究了反应区的两种运行方式：流化床反应器（FBR）和移动床反应器（MBR）。参数分析结果表明，相较于FBR，MBR每单位产热千瓦所需的体积更小，其功率密度超过2500 kW/m³，而FB...
解读: 该千瓦级高温热化学储能反应器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。研究的移动床反应器功率密度达2500kW/m³,远超流化床方案,为PowerTitan等大规模储能系统的热管理优化提供新思路。1000°C高温放热特性可启发ST系列PCS的热设计改进,特别是功率器件散热与能量回收耦合。逆流换热与显热...
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