Longbing Yi · Xuefeng Zheng · Fang Zhang · Shaozhong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

鉴于β - Ga₂O₃的热导率较低，有效散热对于维持其高输出功率和可靠性至关重要。本研究采用实验和数值方法，提出了一种使用热电冷却器（TEC）的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）有源热管理模型。SBD产生的热量可通过热电（TE）材料的珀尔帖效应有效散发到周围环境中。实验结果表明，当TEC输入电流为6 A时，即使SBD输出功率达到25 W，管壳温度仍保持在25℃以下，与TEC关闭时相比，结温最大降低了74.5℃。当TEC输入电流为3 A时，SBD的净输出功率达到11.8 W，提升比例为3...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于热电制冷器的β-Ga2O3肖特基二极管主动热管理技术具有重要的战略意义。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体材料，其击穿电压可达Si器件的10倍以上，理论上能够显著提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度与效率。然而，其固有的低热导率（约为SiC的1/10）一直是制约商业化...

Zouhour Araoud · Khaoula Ben Abdelmlek · Ahlem Ben Halima · Kamel Charrada 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

在本研究中，我们使用COMSOL Multiphysics软件，通过分数析因设计，对四个参数（灯具功率、环境温度、灯具倾斜角度以及灯具腔体上的孔洞数量）对置于多孔腔体内的LED灯结温变化的影响进行了数值分析。根据所得结果，我们使用Minitab处理软件对模型进行了优化。为此，进行了帕累托分析（方差分析），并推导了一个数学模型，用于根据可控参数估算LED灯的结温。由此，可以计算并论证不同的影响因素，特别是它们对LED芯片温度影响的相对幅度。如果LED的供电功率仍然是影响温度的首要因素，那么诸如孔洞...

解读: 该LED散热器多孔腔体热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中的多物理场耦合仿真方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC/IGBT模块的热设计优化，特别是三电平拓扑中多芯片封装的温度均衡控制。开孔布局优化思路可改进PowerTitan大型储能系统的柜体通风设...

Luhong Xie · Erping Deng · Dianjie Gu · Weijie Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文针对功率模块的老化失效机理，重点研究了键合线脱落及焊料层退化导致的裂纹扩展规律。通过建立裂纹扩展模型，提出了一种基于老化特征参数的剩余使用寿命（RUL）预测方法，旨在提升功率模块的热管理水平及维护策略的有效性，为电力电子系统的长寿命设计提供理论支撑。

解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心组件。该研究提出的RUL预测方法对于提升阳光电源产品的全生命周期可靠性至关重要。通过将老化特征参数监测集成至iSolarCloud平台，可实现对逆变器及储能PCS功率模块的实时健康状态评估...

Isabella Amyx · Caleb Anderson · Nicole Cassada · Charles Lewinsohn 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年10月

使用微通道散热器（MCHS）的单相冷却已成为应对高功率微电子器件热挑战的一种常用方法。热管理是提高电子设备功率密度的最大障碍之一，并且经常限制设备的整体性能。在微通道散热器中通过单相液体冷却实现强制对流冷却，可降低热阻，从而在高功率条件下降低设备温度，这可以减小封装尺寸并延长设备的使用寿命。本文所述工作的目标是研究激光二极管阵列的实用冷却解决方案。本研究通过数值和实验研究，考察了铜钨（CuW）微通道散热器与介电冷却液（FC3283）搭配使用时，在 0.25 平方厘米的表面积上消散高达 600 瓦...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于铜钨微通道热沉和FC3283介质冷却液的热管理技术具有显著的应用价值。随着光伏逆变器和储能变流器向更高功率密度方向发展，功率半导体器件（如IGBT、SiC MOSFET）的散热问题已成为制约系统性能提升的关键瓶颈。该研究实现了600 W/cm²热流密度下0.15-0...

Jun Zhang · Xiong Du · Cheng Qian · Yuyun Ye 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月

热管理是提升功率模块寿命的有效手段，但会影响变换器性能。为平衡两者，本文提出了一种基于寿命消耗分布特性与热控制效率的参考结温波动设计策略，旨在优化功率模块的可靠性与系统运行效率。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）中功率模块的寿命管理。通过优化结温波动设计，可在保证IGBT/SiC器件可靠性的前提下，提升变换器的功率密度与效率。建议研发团队将该策略集成至iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测结温波动，实现对逆变器和储能P...

Christoph H. van der Broeck · Robert D. Lorenz · Rik W. De Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月

本文提出了一种实时监测功率电子模块内部三维温度分布及器件损耗的方法。通过结合热三维有限差分建模、参数化损耗模型及模型截断技术，该方法实现了精确的热管理、经验寿命预测以及功率模块关键退化状态的检测。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高价值。在功率密度不断提升的背景下，模块内部热应力是影响IGBT/SiC器件寿命的关键因素。通过引入该三维热监测与损耗模型，阳光电源可在iSolarCloud平台中集成更精准的健康状态...

Markus Andresen · Ke Ma · Giampaolo Buticchi · Johannes Falck 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月

功率电子器件的热应力是导致其失效的主要原因。有效的热管理对于实现高效、可靠且经济的能量转换至关重要。本文聚焦于作为电力电子系统中最脆弱且昂贵的功率半导体器件，探讨了控制半导体结温的各种可行方法，旨在提升系统的整体可靠性。

解读: 结温控制是提升阳光电源核心产品可靠性的关键技术。对于组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统，功率模块（IGBT/SiC）的结温直接决定了设备在极端环境下的寿命与过载能力。通过引入先进的结温预测与主动热管理算法，可优化散热设计，降低热应力导致的失效风险。建议研发团队将该研究成...

Eduardo Laloya · Oscar Lucia · Hector Sarnago · Jose M. Burdio · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月

热管理是电力变换器设计的核心，直接决定了设备的可靠性、性能及功率密度。本文回顾了自20世纪40年代以来的冷却技术发展，指出随着电力电子技术的演进，热管理已成为提升系统效率与集成度的关键瓶颈，是实现下一代超高效电力变换系统的基础。

解读: 热管理直接决定了阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统的功率密度与长期运行可靠性。随着SiC等宽禁带半导体应用普及，系统热流密度显著提升，建议研发团队重点关注多物理场耦合仿真技术，优化散热结构设计。在PowerStack等储能产品中，高效热管理不仅能提升系统集成度，还能有效延长电...

Abraham Ekeroth · Garcia Martin · Das Sarma · Van Mechelen · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127

理论上研究了由铁磁性外尔半金属Co3Sn2S2构成的双纳米颗粒与基底附近的非互易加热动力学。结果表明，热路由效应源于纳米颗粒共振模式与基底非互易表面模式之间的自旋-自旋耦合机制。数值计算显示，非互易加热效应可达施加温差的22.5%，显著的热调控能力为基于外尔半金属的实验实现及纳米尺度热管理应用提供了新途径。

解读: 该非互易热近场路由技术对阳光电源功率器件热管理具有前瞻性价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC/GaN功率模块设计中，纳米尺度热路由机制可启发新型散热结构开发，通过材料磁性调控实现定向热传导，优化IGBT/MOSFET芯片间热分布不均问题。对PowerTitan大型储能系统，该动态热调控原理...

Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年8月

本文提出了一种用于模拟电子封装热管理中所采用的热电冷却器（TEC）的高效方法。首先，将求解区域划分为三个不同的区域：热电装置区域（TDR）、散热器区域（HSR）以及集成电路与封装区域（ICPR）。为解决因热电腿的非线性特性导致的 TDR 计算效率低下问题，我们提出了一种新颖的一维等效热流模型（EHFM）来表示原始的三维结构。同时，将 HSR 和 ICPR 视为线性系统，并将它们对 TDR 的热效应在界面处转化为多端口热导网络（MTCN）。通过这种方式，不同区域仅在端口处通过温度和热流连续性条件进...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热电制冷器高效仿真技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统领域，功率半导体器件的热管理一直是影响系统可靠性和效率的核心问题。随着产品功率密度不断提升，IGBT、SiC等功率器件的散热需求日益严峻，热电制冷器作为一种主动式热管理方案，可为局部热点提供精准温控。 该...

Aakash Mani · Jahar Sarkar · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月

热冲击、引脚设计和电流曲线也可能影响分段式热电冷却器（STEC）的瞬态性能和可靠性，但目前尚未有相关研究。因此，本研究对具有两种不同引脚几何形状（方形和圆形横截面）的STEC进行了详细的三维瞬态分析。研究了包括脉冲电流曲线、分段引脚比例和热冲击情况在内的各种运行条件对STEC的瞬态过冷、性能系数和热应力的影响。结果表明，在测试的电流脉冲形状中，二次电流脉冲表现出最佳的冷却性能，与在最佳电流下的稳态最低温度相比，方形引脚配置的温度降低了5.3 K，圆形引脚配置的温度降低了6.1 K。此外，分析强调...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项分段式热电制冷器（STEC）的瞬态热-机械特性研究具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）的局部热点问题一直是制约系统功率密度提升和可靠性保障的关键瓶颈。该研究提出的热电制冷技术为精准热点管理提供了新的解决思路。 该论文...

P. Shams Ghahfarokhi · P. Rasilo · A. J. Marques Cardoso · I. Ušakovs 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年6月

本文提出采用环路热虹吸管（LTS）作为一种潜在的热管理系统，以取代铁路牵引电机中传统的强制风冷系统。此举旨在解决诸如减小电机尺寸和降低维护成本等问题。环路热虹吸管是一种具有高导热性的两相被动冷却系统，在电动机中尚未得到广泛应用。对环路热虹吸管在不同位置的性能进行实验研究，旨在全面了解不同方位对环路热虹吸管系统及其传热能力的影响。该环路热虹吸管装置按电动机外壳尺寸的1/12进行设计，在470瓦热负荷下以不同倾斜角度进行了测试。根据预先设定的标准对系统在每个位置的性能进行了评估。研究结果表明，环路热...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对铁路牵引电机的环路热虹吸（LTS）两相被动冷却技术具有重要的跨领域应用潜力。虽然该研究聚焦于轨道交通领域，但其核心价值在于为高功率密度电力电子设备提供了一种创新的热管理解决方案，这与我司在光伏逆变器、储能变流器及电动汽车驱动系统等核心产品的散热需求高度契合。 该技...

Arni Gesselle M. Pornea · Numan Yanar · Duy Khoe Dinh · Thomas You-Seok Kim 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月

由于传统的聚合物基热界面材料（TIMs）不足以消散人工智能（AI）所用中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）等先进芯片产生的热量，具有显著热导率的液态金属（LM）可能是这些处理器热管理的理想选择。然而，液态金属也存在缺点，例如由于其固有的高表面张力，会出现泄漏、表面铺展问题以及加工困难等情况。解决这些问题的一种可能方案是将金属颗粒与液态金属混合，但一般来说，掺入这些金属颗粒会引发金属间反应，导致热性能和加工性能下降。在此，我们提出了一种简便直接的方案，即使用氮化硼纳米管（BNNTs）与液态金...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该液态金属热界面材料技术对我们的核心产品线具有重要的战略价值。随着光伏逆变器和储能系统向高功率密度方向发展，功率模块的散热问题已成为制约系统性能和可靠性的关键瓶颈。 该技术通过锡修饰氮化硼纳米管（BNNT-Sn）增强液态金属，实现了30%的热导率提升，这对我们的IGBT、...

Yiou Qiu · Zhen Liu · Linzheng Fu · Mingming Yi 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月

随着大型芯片热管理需求的增长，铟因其固有的高导热性和良好的延展性，被认为是一种理想的热界面材料（TIM）。对于大型倒装芯片封装而言，如何提高其可靠性，尤其是在温度循环条件下的可靠性，仍是一项挑战。本研究以大型倒装芯片封装为研究对象，采用有限元模拟与实验相结合的方法，系统分析了温度循环条件下铟的蠕变行为和形态演变。在此基础上，运用基于应变的科芬 - 曼森模型预测了铟的疲劳寿命。为提高温度循环条件下铟层的可靠性，采用实验设计（DOEs）模拟方案分析了不同结构参数对疲劳寿命的影响。结果表明，靠近芯片边...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铟基热界面材料在大尺寸倒装芯片封装中的热机械可靠性研究具有重要的技术参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，大功率IGBT、SiC等功率半导体器件的热管理一直是制约系统可靠性和功率密度提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验相结合的方法，系统分析了铟材...

Yang He · Shun Wan · Shi Zhou · Zeming Huang 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126

针对绝缘体上硅（SOI）器件热管理难题，本文从热学与力学协同角度研究了亲水性键合与表面活化键合技术在Si/SiC界面构建中的应用。通过优化界面键合工艺，显著提升了界面热导率并增强了结构可靠性。结合微观结构表征与热-力耦合模拟，揭示了界面质量、化学键合状态及粗糙度对热输运性能的影响机制，为高功率密度集成电路的高效散热提供了可行的技术路径与理论支持。

解读: 该Si/SiC界面热管理技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器中，SiC MOSFET的高功率密度运行面临严峻散热挑战，SOI基SiC器件的界面热阻直接影响结温控制。研究中的表面活化键合技术可显著降低Si/SiC界面热阻，提升器件热导率，有助于P...

Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

本文提出了一种用于电子系统热管理中热电冷却器（TEC）模拟与设计的高效方法。首先，将整个电子系统划分为两个区域：热电装置区域（TDR）和非热电区域（NTR）。由于TDR包含大量具有非线性特性的热电装置，这对高效模拟和优化构成了严峻挑战。因此，我们提出了一种新颖的一维等效热阻模型（ETRM）来表征热电装置。另一方面，NTR主要包括陶瓷基板、热界面材料（TIM）、有源芯片和无源散热器，可将其视为线性系统。因此，采用宏建模技术将NTR对TDR的影响转化为界面处的多端口热阻网络（MTRN）。通过这种方式...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热电制冷器高效仿真与设计技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）的热管理直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。该论文提出的等效热阻模型（ETRM）和多端口热阻网络（MTRN）方法，能够在保证精度的前提下将计算效率提升29...

Rikang Zhao · Dichen Lu · Xuanwu Kang · Weike Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

在本文中，我们报道了通过改善氮化镓（GaN）肖特基势垒二极管（SBD）的热管理来提升射频（RF）性能，并通过限幅器的应用进行了验证。得益于微射流冷却的快速散热，我们分析了热积累对GaN SBD性能的影响，证实了GaN横向异质结器件对高导热性衬底的依赖性。我们开发了一种使用高导热性碳化硅（SiC）衬底的GaN - SBD，其导通电阻降低了8%，饱和电流提高了12%。通过将微射流冷却与优化的衬底相结合，GaN SBD的热管理能力得到了显著增强。利用无源限幅器单片微波集成电路（MMIC）对RF性能进行...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN肖特基二极管热管理优化的研究具有重要的战略参考价值。该技术通过微射流冷却与高导热SiC衬底的协同优化，显著提升了GaN器件的射频性能，这与我们在大功率逆变器和储能变流器领域面临的热管理挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能PCS产品中，GaN功率器件正逐步替代传...

Hiroaki Koi · Akira Gunji · Masatoshi Sugimas · Takahiro Kawaguchi 等6人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

二氧化碳甲烷化是一种具有前景的燃料脱碳技术。由于甲烷化反应为放热反应，反应器的热管理是一个重要问题。本研究探讨了采用金属基相变材料（PCM）进行反应器热管理的效果。在本研究中，将Zn-30%Al合金（熔点：429–509 °C）基PCM复合材料与催化剂混合装填于台架规模反应器中，并进行了稳态与瞬态甲烷化实验。稳态实验结果表明，与传统的单一催化剂条件相比，峰值温度从464 °C降低至411 °C，峰值温度与基底温度之间的温差减少了38%。此外，整个反应器内的温度分布更加均匀，实现了局部热应力的分散...

解读: 该金属相变材料热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究中Zn-Al合金PCM通过高导热性和潜热效应实现温度峰值降低53℃、温差减少38%,可借鉴应用于PowerTitan等大型储能系统的电池热管理。特别是瞬态工况下71%的放热速率抑制能力,可有效防止电池热失控。该被动式热管理方案结合ST系...

Utkarsh Misra · Vishvajitsinh Kosamiya · Alissa Brooke Anderson · Liguan Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

本研究探讨了将还原氧化石墨烯（rGO）薄膜作为接地层集成到小型化射频/毫米波系统中，以用于先进的热管理应用。诸如铜基散热器等传统方法难以应对现代射频/毫米波封装日益增长的功率和更紧凑的集成要求。与铜（约 400 瓦/米·开尔文）相比，rGO 具有极高的面内热导率（约 1100 瓦/米·开尔文），因此它成为射频电子封装热管理的有力候选材料。本研究探索了在射频和微波电子设备中使用 rGO 形成接地层的方法，并通过细致的传输线模拟和测量来评估其性能。我们的研究结果表明，rGO 接地层具有较高的信号完整...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该石墨烯薄膜地平面技术对我们的核心产品线具有重要的潜在应用价值。在光伏逆变器和储能变流器领域，功率密度的持续提升使得热管理成为制约产品性能的关键瓶颈。该研究展示的还原氧化石墨烯（rGO）薄膜具备约1100 W/mK的面内热导率，相比传统铜材料提升近3倍，这为我们突破当前大功...

Sina Vahid · Salar Koushan · Towhid Chowdhury · Ayman M. EL-Refaie · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

本文针对一台功率为250千瓦、转速为5000转/分钟的表贴式永磁电机，通过基于热管的液冷热管理系统，对增材制造线圈的热管理系统及其性能进行了全面研究。文中描述并讨论了热管和液冷测试装置。通过实验结果对热性能进行了分析，结果表明本文提出的热管理系统是有效的。在80 Arms至140 Arms的电流水平以及高达800 Hz的频率下，对单冷凝器和双冷凝器液冷配置进行了测试。对这些冷却系统的比较表明，两种配置对AlSi10Mg增材制造线圈均有效。对于所提出的系统，热负荷未超出任何一种冷却方法的能力范围，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于增材制造线圈及热管理系统的研究具有重要的战略参考价值。该研究聚焦于250 kW表贴式永磁电机的热管理优化，这与我们在储能变流器、大功率光伏逆变器以及新能源汽车驱动系统中面临的核心技术挑战高度契合。 增材制造空心导体线圈技术为我们的产品设计提供了新的可能性。相比传统...