Yang Li · Shiyue Deng · Yuxuan Wu · Mustafeez-ul-Hassan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

提出一种高功率高压宽禁带WBG功率模块封装协同设计框架，可泛化以反映器件技术、封装配置和电压等级的多样化设计需求。除常见的热、电、机械多学科协同优化外，所提框架特别强调中高压MV/HV设计考虑，引入封装与装配工艺开发工具包PA-PDK概念，并在功率模块封装开发过程中集成可靠性设计DfR。通过3.3kV/200A线键合低电感碳化硅SiC半桥模块案例研究验证协同设计框架有效性，为此类协同设计框架实施提供参考。

解读: 该WBG功率模块协同设计框架研究对阳光电源SiC功率模块开发有全面指导价值。中高压设计考虑、PA-PDK概念和DfR集成的系统化方法与阳光电源在1500V及以上光伏系统和中压储能系统中应用SiC器件的技术路线高度契合。3.3kV/200A低电感SiC半桥模块案例为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏...

Haobin Chen · Haidong Yan · Chaohui Liu · Shuai Shi 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月

由于纳米铜烧结膏成本低、具有优异的电学和热学性能、高可靠性以及抗电迁移能力，它被视为用于宽带隙半导体应用的下一代芯片互连材料。然而，目前尚无关于纳米铜烧结在高功率双面冷却（DSC）碳化硅（SiC）功率模块中应用的实验报告。本研究通过展示一种基于纳米铜烧结的新型高功率DSC碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）模块的设计、制造和性能，填补了这一空白。利用自制的铜膏和甲酸辅助低温无压铜烧结工艺，制造出了一款1200 V/600 A的DSC功率模块。在250°C的甲酸气氛中烧结...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该纳米铜烧结技术在高功率双面冷却SiC功率模块上的应用具有重要战略价值。当前光伏逆变器和储能变流器正朝着高功率密度、高效率、高可靠性方向发展，SiC器件已成为我们新一代产品的核心器件，而封装技术的突破将直接影响系统级性能提升。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，功率密...

Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

大型风力机中持续的风湍流易引发功率波动，降低电力模块可靠性并加剧轻质结构部件的机械应力，给运行与维护带来挑战。本文分析了永磁同步风力机中功率波动的特性，提出一种无需附加储能装置、适用于额定风速上下工况的协调控制策略。该策略在低于额定风速时无需辅助控制即可抑制波动；高于额定风速时，通过机侧变流器虚拟调节转子惯性、网侧变流器引入阻尼分量，并结合变桨系统增强阻尼效果，且优化了反馈增益间的耦合影响。仿真结果表明，所提方法能有效抑制电气与机械振荡。

解读: 该协调控制策略对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。文章提出的虚拟惯性调节与阻尼控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率平滑控制，通过机侧与网侧变流器协同抑制功率波动，无需额外储能装置即可降低功率模块热应力，提升IGBT/SiC器件可靠性。该技术与阳光电源现有的VSG虚拟同步机控制形成...

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...

Linke Zhou · Mohamed Hefny · Samuel Hemming · Di Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

在航空航天应用中，高性能冷却系统对确保电力逆变器在极端工况下的可靠性至关重要。本文提出了一种适用于1-MVA碳化硅三电平有源中点钳位逆变器的实用针翅液冷系统设计。通过有限元分析与计算流体动力学仿真，评估了系统的热-流体性能，在70°C冷却液温度下满足航空环境的散热需求。采用交错针翅结构提升换热效率，兼顾可制造性与成本。对比了串并联冷板配置的流体分布均匀性与经济性，并优化密封设计以防止泄漏。实验验证表明，该系统可有效管理超过7.2 kW的功率损耗，结温低于150°C，压降低，具备高鲁棒性与成本效益...

解读: 该1-MVA三电平ANPC逆变器的针翅液冷方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究中的交错针翅结构设计和串并联冷板配置优化可提升SiC功率模块在高功率密度场景下的热管理能力，使结温控制在150°C以下，压降更低。该方案的有限元与CFD联合仿真方法可应用...

Lei Wang · Wenbo Wang · Keqiu Zeng · Ruomeng Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

提出多端口无线功率路由器的扩展相量分析方法和控制策略，能够处理多向双向功率流。该方法通过相量分析优化多端口系统功率传输路径，实现宽范围ZVS运行提高效率。仿真和实验结果验证所提方法在复杂功率路由场景中的有效性。

解读: 该多端口无线功率路由研究对阳光电源智能微电网有前瞻价值。多向双向功率流管理技术可应用于阳光储能系统和微电网解决方案，实现灵活能量调度。扩展相量分析方法为阳光iSolarCloud平台智能控制提供理论支持。...

Qian Luo · Yi Li · Bin Zhao · Peng Sun 等7人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18

本文提出了一种考虑热扩散与热耦合效应的SiC MOSFET多芯片并联热网络模型快速修正方法。该方法能够高效准确地评估功率模块内并联芯片的结温，显著提升热网络模型的预测精度，为功率模块的热设计与散热性能优化提供有力指导。

解读: 该SiC MOSFET多芯片并联热网络快速修正方法对阳光电源功率模块设计具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，多芯片并联SiC模块广泛应用于提升功率密度，但热耦合效应导致的芯片温度不均衡直接影响系统可靠性。该方法可精准预测各芯片结温分布，优化PowerTitan大型储能系统的散热...

Tobias Nieckula Ubostad · Yoganandam Vivekanandham Pushpalatha · Frank Mauseth · Dimosthenis Peftitsis · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18

本文介绍了一种由两个芯片级串联连接的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）构成的功率模块封装工艺。通过优化芯片布局、互连结构及封装材料，实现了高压条件下良好的电压均衡与热管理性能。该模块无需外部均压电阻即可在2.4 kV工作电压下稳定运行，显著提升了功率密度与开关速度。实验验证了其在高温、高频工况下的可靠性，适用于高效率、高功率密度的电力电子系统。

解读: 该芯片级串联SiC MOSFET功率模块技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。2.4kV耐压等级可直接应用于ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器系统，无需外部均压电阻的设计简化了功率模块外围电路，提升系统可靠性。芯片级串联方案实现的高功率密度与快速开关特性，可优化PowerTitan储能系统...

朱孟鑫 · 何维晟 · 赵坤 · 颜源 等5人 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51

振荡波技术因装置轻便、低噪等优势，广泛用于高压电缆局部放电检测，但存在标称电压维持时间短、空间电荷累积及带载能力不足等问题。为此，提出一种基于全桥子模块级联结构的新型振荡波生成方法，通过逆变储能电容电压为方波，作为LC谐振电源，并结合状态方程分段线性化与占空比优化控制策略，实现多样化高压交流波形输出。实验验证了该方法在实验室及110kV现场电缆缺陷测试中的有效性，显著提升带载能力与电压维持时间，适用于电缆绝缘状态检测。

解读: 该全桥级联拓扑与分段线性化控制技术对阳光电源储能与电网设备检测领域具有重要价值。其核心的全桥子模块级联架构与ST系列储能变流器的模块化设计理念高度契合，可优化PowerTitan系统的电压等级扩展能力。分段线性化状态方程与占空比优化策略可借鉴至SG逆变器的MPPT算法，提升复杂工况下的动态响应精度。...

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...

Tongyao Han · Yifei Luo · Binli Liu · Hao Yuan 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

针对IGBT功率模块在短时过载时的热应力和电热特性强非线性,数据手册二维安全工作区(SOA)无法满足可靠性评估需求。提出基于热平衡原理的SOA定量评估方法,建立包含电压、电流和结温的三维SOA防止IGBT热失效。所提SOA表明IGBT可在超额定电流两倍以上安全运行,结温可超448.15K(175°C)而不发生热失效。建立器件热不稳定性表征准则和半导体物理-热传导理论集成的净热流分析模型,考虑长期运行中电热特性退化对SOA的影响。仿真和实验验证了SOA及其退化有效预测短时过载下IGBT可靠性。

解读: 该IGBT三维安全工作区评估技术对阳光电源IGBT功率模块应用有重要可靠性保障价值。热平衡SOA方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的IGBT选型和过载保护设计,提高短时过载能力。电热耦合退化模型对PowerTitan大型储能系统的长期可靠性预测和维护策略制定有指导意义。该技术对阳光电源功率模...

Pengyu Lai · Sudharsan Chinnaiyan · Zhuowen Feng · Salahaldein Ahmed Rmila 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

为减小电力电子系统的体积、重量和成本，本文提出一种基于高温碳化硅（SiC）的半桥功率模块。通过在低温共烧陶瓷（LTCC）基板上集成两个栅极驱动器，降低栅极回路电感并实现小型化。介绍了LTCC驱动器的设计与制备工艺，并讨论了模块的布局设计、仿真及材料选择。采用耐高温材料使模块可在高达200°C下工作。在25°C至200°C范围内开展双脉冲测试，测得开关dv/dt为10–15 V/ns，高温下性能退化不明显。当前模块温度上限受限于栅极驱动IC，后续将研发高温驱动IC以提升热可靠性，为高密度高温功率模...

解读: 该200°C高温SiC半桥模块技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。LTCC集成栅极驱动方案可降低寄生电感、提升开关速度（dv/dt达10-15V/ns），直接适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块优化，提升功率密度和效率。200°C耐温能力可减少散热系统体积，支持PowerTit...

Juuso Rautio · Tommi J. Kärkkäinen · Janne Jäppinen · Katriina Korpinen 等8人 · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18

本文研究表明，通过加热可有效抑制腐蚀环境中功率模块隔离沟道内形成的枝晶腐蚀。其机理在于加热降低了有效相对湿度，从而减薄了陶瓷基板表面吸附水层的厚度。该方法无需特殊防腐封装，适用于包含标准元器件的电力电子装置，如变频器，有助于提升其在恶劣环境下的运行可靠性。

解读: 该研究对阳光电源功率模块可靠性提升具有重要价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，在沿海高盐雾、化工厂等腐蚀性环境应用场景中，功率模块隔离沟道的枝晶腐蚀是关键失效模式。研究揭示的加热抑制腐蚀机理可指导产品优化：通过优化散热设计使功率模块维持适当工作温度，降低表面相对湿度，无需额外防腐封装即...

Yunhui Mei · Songmao Zhang · Yuan Chen · Longnv Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

由于碳化硅（SiC）芯片与键合线之间的热膨胀系数（CTE）不匹配，键合界面处会产生严重的热机械应力，导致键合线的可靠性显著降低。通过使用烧结银在芯片顶部连接铝/铜缓冲层，可以改善键合线与芯片之间的热膨胀系数不匹配问题，大大提高键合线的可靠性。缓冲层与银烧结技术的结合显著提高了功率模块的可靠性并增强了功率密度。此外，缓冲层增加了热容量，从而降低了半导体器件的工作温度。在本研究中，通过亚秒级功率循环测试（PCT）研究了不同比例的铝/铜应力缓冲层对采用铝键合线的单面模塑碳化硅功率模块可靠性的影响，并对...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项关于SiC MOSFET功率模块中Al/Cu缓冲层的研究具有重要的战略意义。SiC器件是我们光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率的核心技术，而键合线可靠性一直是制约产品寿命的关键瓶颈。 该研究通过在芯片顶部采用银烧结技术集成Al/Cu缓冲层，有效缓解了SiC芯片...

文振明 · 王志国 · 吕明辉 · 姜晓峰 等6人 · 高电压技术 · 2025年2月 · Vol.51

直线变压器驱动源（LTD）模块中气体开关在充电过程中发生自放电后，会通过充电隔离电阻与储能电容形成R-C续流回路，导致开关间隙绝缘无法及时恢复，影响模块充电可靠性。基于电路仿真分析了自放电开关的泄漏电流特性，发现放电后仍存在数安培的过阻尼衰减电流。搭建等效实验平台研究R-C续流下气体开关的绝缘恢复特性，结果表明续流使绝缘恢复时间延长数十毫秒；气压升高导致续流持续时间略增、截止阈值略降；充电电压和间隙数量对其影响较小，续流截止阈值多为0.4～0.6 A。泄漏电流持续时间随隔离电阻增大出现极值，推荐...

解读: 该气体开关绝缘恢复研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。虽然LTD属于脉冲功率领域，但其R-C续流回路下的开关绝缘恢复机理可借鉴至ST储能变流器和SG逆变器的功率模块保护设计中。研究揭示的泄漏电流特性（数安培过阻尼衰减）及隔离电阻优化方法（50-100kΩ兼顾隔离与一致性），可应用于储能系统的...

Guiqin Chang · Di An · Erping Deng · Xiang Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月

本文提出了一种用于碳化硅（SiC）功率模块大面积银烧结连接的替代工艺方法，该方法集成了干燥过程。所提出的方法显著简化了大面积烧结的生产流程。作为典型应用，采用该方法对 SiC 功率模块（1200 V/17 mΩ，八芯片并联）进行封装，实现了陶瓷基板（50×60 mm²）与散热器之间的可靠连接。通过对力学性能、热阻和热冲击可靠性的评估，验证了所提出的大面积银烧结方法的优势。结果表明，调整银浆印刷厚度可以适应活性金属钎焊（AMB）基板的翘曲。优化干燥温度和加热速率，即使采用单次印刷和集成干燥工艺，也...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项大面积银烧结技术对我们的核心产品线具有重要战略意义。SiC功率模块是光伏逆变器和储能变流器实现高效率、高功率密度的关键器件，而该研究提出的集成干燥工艺的银烧结方法，直接解决了大面积封装的工艺复杂性问题，这对我们推进新一代高功率产品开发极具价值。 该技术的核心优势与我们...

朱冠南 · 陈敏 · 王鹏程 · 梁钊培 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

构网型直挂式储能系统因高效、模块化等优势成为大容量储能的重要方案，但接入中高压电网导致电气距离缩短，面临低电网阻抗带来的稳定性挑战。本文提出基于阻抗增强的稳定性提升控制策略，通过等效内电压控制复用滤波电感作为耦合阻抗，物理层面增强系统耦合阻抗；结合自适应虚拟阻抗提升阻尼比，抑制功率振荡，并实现限流功能。二者协同显著提升系统在低电网阻抗下的稳定性，零电网阻抗实验验证了该方法的有效性。

解读: 该阻抗增强稳定性控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。直挂式储能系统直接接入中高压电网，电气距离缩短导致的低电网阻抗问题正是阳光电源构网型储能产品面临的实际挑战。文中提出的等效内电压控制复用滤波电感作为耦合阻抗的方案，无需增加硬件成本即可物理层面增强...

付乐融 · 冯谟可 · 许建中 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

超级电容储能型模块化多电平换流器（SESS-MMC）融合了MMC与超级电容的优势，适用于大规模新能源外送。针对其子模块结构复杂、运行工况多样导致的仿真效率低问题，提出一种适用于稳态、闭锁启动及直流故障闭锁等多种工况的电磁暂态等值模型。通过分析子模块拓扑与运行模态，结合开关组二值电阻模型与梯形积分离散化方法建立伴随电路；基于EMTDC平台解算逻辑，提出戴维南等值流程，实现子模块与桥臂的等效简化；进一步构建闭锁工况等值电路并集成至整体模型。PSCAD/EMTDC仿真结果表明，所提等值模型在保证精度的...

解读: 该SESS-MMC电磁暂态等值建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。超级电容与MMC的融合方案可为阳光电源储能产品提供快速功率响应能力，适用于新能源并网场景的电压支撑和频率调节。所提多工况等值模型能显著提升直流故障闭锁等复杂工况的仿真效率，可直接应用...

肖晃庆 · 朱琼海 · 黄莹 · 张利东 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49

针对大规模新能源经远距离架空线路外送场景，提出一种具备平抑功率波动、阻断直流故障及主动支撑电网能力的储能型柔性直流输电系统。该系统为两端混合拓扑，送端采用具直流故障阻断能力的储能型模块化多电平换流器（MMC），受端为半桥MMC，接地极配置二极管阀以抑制故障电流。分析了系统工作原理与储能型MMC双极短路故障电流发展机理，提出了主动功率支撑与故障穿越控制策略。仿真验证了系统拓扑与控制方案的可行性及有效性，结果表明系统可实现波动功率的平稳传输，并具备主动支撑与自主清除直流故障能力。

解读: 该储能型柔性直流输电技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的储能型MMC拓扑与直流故障阻断技术，可直接应用于阳光电源大规模储能变流器的功率模块设计，提升系统故障穿越能力。其主动功率支撑控制策略与阳光电源构网型GFM控制技术高度契合，可增强新能源场站...

朱轩毅黄宣睿肖曦 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46

针对风浪联合发电系统中混合储能平抑功率波动的应用场景，采用二阶低通滤波法初步分配超级电容器与锂电池的功率，并提出一种包含功率修正与能量管理模块的新型控制拓扑。功率修正模块综合考虑直流母线电压稳定、储能内阻损耗补偿及功率限幅需求，动态调节功率初值以提升系统稳定性；能量管理模块引入可避免荷电状态（SOC）滞留的变滤波时间常数法，结合能量缓冲区防止超级电容器过充过放。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性与技术合理性。

解读: 该混合储能控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的二阶低通滤波功率分配方法可直接应用于超级电容+锂电池混合储能配置，优化功率响应特性。其功率修正模块中的直流母线电压稳定控制与内阻损耗补偿算法，可增强ST变流器在海上风电等波动性场景的稳定性。变...