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蠕变效应对IGBT功率模块键合线裂纹扩展速率的影响
Creep Effect on the Crack Growth Rate of Wire Bonds in IGBT Power Modules
Merouane Ouhab · Nicolas Degrenne · Yusaku Ito · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文对IGBT功率模块中重型铝键合线在不同加热时间（1-32秒）功率循环测试下的蠕变现象进行了物理建模研究。失效分析证实，键合线脱落是导致模块失效的根本原因。研究提出了一种高效的裂纹扩展模型，用于预测功率模块在复杂热机械应力下的寿命。
解读: 功率模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心组件。键合线失效是导致高功率密度电力电子设备现场故障的主要原因之一。该研究提出的蠕变与裂纹扩展模型，可直接应用于阳光电源研发阶段的寿命预测与可靠性评估，优化功率循环测试方案。建议研发团队...
一种基于关断最大电流变化率diC/dt且解耦负载电流的IGBT结温估计方法
An IGBT Junction Temperature Estimation Method Based on Turn-Off Maximum diC/dt With Decoupling Load Current
Yafei Shi · Boyang Zhang · Jianlong Kang · Yaokang Lai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
IGBT模块结温监测对中高压应用至关重要。最大集电极电流下降率(diC/dtmax)作为温度敏感电参数，具有线性度好、易于实时检测等优点。本文提出了一种解耦负载电流的结温估计方法，解决了传统方法中电流依赖性带来的干扰，提升了在复杂工况下的监测精度。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）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可靠性与寿命。通过引入基于diC/dt的实时结温监测，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中实现更精准的器件健康状态评估（PHM），...
基于特征提取与状态分类的IGBT键合线老化识别
Identification of IGBT Bonding Wire Degradation Based on Feature Extraction and State Classification
Xiaoyu Shen · Xiangyu Zhang · Hong Shen · Zhonghao Dongye 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文针对IGBT键合线这一薄弱环节，提出了一种结合特征提取与状态分类的监测方法。通过利用多周期低频运行数据构建高维矩阵，实现对键合线老化故障的早期检测，从而有效预防系统失效，提升电力电子设备的运行安全性。
解读: IGBT是阳光电源组串式/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。键合线老化是导致功率模块失效的主要原因之一。该研究提出的基于特征提取的故障诊断方法，可直接应用于iSolarCloud智能运维平台，通过分析逆变器运行数据，实现对核心功率模块的...
短路状态下IGBT高频输入阻抗的测量
Measurement of IGBT High-Frequency Input Impedance in Short Circuit
Carmine Abbate · Giovanni Busatto · Annunziata Sanseverino · Francesco Velardi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文研究了IGBT在短路工况下的不稳定性问题。通过线性振荡器理论，分析了驱动和负载条件对器件稳定性的影响。文章重点探讨了如何通过测量IGBT的输入/输出阻抗来评估其在实际电力电子系统中的稳定性，旨在提升功率变换器的鲁棒性与可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如集中式/组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有极高的应用价值。在这些高功率密度系统中，IGBT作为功率转换的核心，其短路保护与稳定性直接决定了产品的可靠性。通过掌握IGBT在高频下的阻抗特性，研发团队可优化驱动电路设计，有效抑制短路过程中的寄...
用于风电变流器改造的变流器监测单元
Converter Monitoring Unit for Retrofit of Wind Power Converters
Bjorn Rannestad · Anders Eggert Maarbjerg · Kristian Frederiksen · Stig Munk-Nielsen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种用于风力发电机组变流器状态监测的监测单元（CMU）。通过状态监测降低纠正性维护成本，是降低风电系统运维成本的有效途径。该CMU旨在检测与绝缘栅双极型晶体管（IGBT）相关的多种故障模式。
解读: 该技术对阳光电源风电变流器业务具有高度参考价值。通过引入CMU监测单元，可提升现有风电变流器产品的全生命周期可靠性，降低运维成本，符合公司向数字化运维转型的战略。该方案可集成至iSolarCloud平台，实现对IGBT等核心功率器件的实时健康状态评估与故障预警，从而优化预防性维护策略。建议研发团队借...
提高IGBT短路可靠性：如何抑制振荡
Improving the Short-Circuit Reliability in IGBTs: How to Mitigate Oscillations
Paula Diaz Reigosa · Francesco Iannuzzo · Munaf Rahimo · Chiara Corvasce 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文通过电路与器件分析，研究了限制绝缘栅双极型晶体管（IGBT）鲁棒性的振荡机制。文章采用时域分析方法，对比了沟槽栅和平面栅两种IGBT单元结构，揭示了振荡周期内的二维效应，旨在为提升功率器件在短路工况下的可靠性提供理论支撑。
解读: IGBT作为阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率开关器件，其短路可靠性直接决定了产品的整机寿命与安全性。该研究揭示的振荡抑制机制，对于优化逆变器驱动电路设计、提升功率模块在极端电网故障或短路工况下的鲁棒性具有重要参考价值。建议研...
硅/碳化硅混合开关的短路耐受能力与失效机理
Short-Circuit Ruggedness and Failure Mechanisms of Si/SiC Hybrid Switch
Jun Wang · Xi Jiang · Zongjian Li · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成的混合开关（HyS），旨在探讨其短路耐受能力、失效机理及性能提升技术。分析了限制混合开关可靠性的关键因素，为优化功率电子设计提供了理论依据。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过引入Si/SiC混合开关，可以在不显著增加成本的前提下，提升系统效率并优化热管理。该研究揭示的短路失效机理对于提升阳光电源功率模块的可靠性设计至关重要。建议研发团队在下...
硅IGBT、碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT在低至10毫开尔文深低温环境下的首次特性表征
First Characterization of Si IGBT, SiC MOSFET, and GaN HEMT at Deep Cryogenic Temperatures Down to 10 Millikelvins
Xin Yang · Zineng Yang · Matthew Porter · Linbo Shao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文首次研究了Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT在深低温（T < 4.2 K）环境下的电气特性。深低温电力电子转换在量子计算、空间探测等领域具有重要意义，但目前缺乏相关器件在高压及动态开关性能方面的研究数据。
解读: 该研究探讨了功率器件在极低温环境下的极限性能，目前阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电、充电桩）主要运行在常规环境温度下，该技术尚处于基础物理研究阶段。然而，随着量子计算辅助能源管理及极端环境空间能源系统的兴起，宽禁带半导体（SiC/GaN）在极端工况下的可靠性数据可为未来前瞻性技术储备提供参考。建...
具有增强近结热容和先进冷却能力的扩展安全工作区IGBT模块
Safe-Operation-Area Extended IGBT Module With Enhanced Near-Junction Thermal Capacitance and Advanced Cooling for Transient High-Current Operation
Xiangbo Huang · Zhixin Chen · Weiyu Tang · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
随着可再生能源并网比例提升，并网变换器需具备类似同步发电机的过电流（OC）能力。本文提出了一种集成增强型近结热容（NJTC）与卓越冷却能力的功率模块。该模块采用铜块作为顶部互连，有效提升了瞬态高电流运行下的热管理性能，显著扩展了IGBT的安全工作区。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要意义。在电网故障或弱电网环境下，逆变器需具备更强的过流耐受能力以实现低电压穿越（LVRT）或构网型（GFM）控制。通过引入增强型近结热容和先进冷却技术，可显著提升功率模块在瞬态冲击下的可靠性，降低因过流导致的器件失效...
低结温波动
ΔTj）应力循环对IGBT功率模块芯片连接层寿命建模的影响
Wei Lai · Minyou Chen · Li Ran · Olayiwola Alatise 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文研究了功率模块老化过程中，低幅值结温波动（ΔTj）对芯片连接层寿命的影响。研究发现，这些频繁发生的微小应力循环对累积损伤有显著贡献，对于提升电力电子变换器的可靠性监测与寿命预测模型精度具有重要意义。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）中功率模块的可靠性设计。阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能系统在复杂工况下常面临频繁的负载波动，导致结温微小循环。传统的寿命模型往往忽略低幅值应力，而本研究提出的修正模型能更精准地评估芯片连接层（Die-Attach）...
基于IGBT串联技术的电压源变换器
VSC）样机实用研究
Kai Hou · Yuping Zheng · Xiaohong Wang · Weibang LI 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
随着IGBT及PWM控制策略的发展，电压源变换器（VSC）在HVDC、FACTS及高压变频器等领域应用广泛。针对高压大功率应用场景，本文探讨了IGBT串联技术，旨在突破单管电压等级限制，实现更高电压等级的功率变换。
解读: 该技术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。在超高压光伏并网及大型储能PCS应用中，通过IGBT串联技术可有效提升系统电压等级，降低输出电流，从而减少损耗并优化系统成本。建议研发团队关注该技术在提升大功率变流器耐压能力及均压控制方面的应用，以增强阳...
基于晶闸管与IGBT半桥子模块串联的新型混合直流断路器
Novel Hybrid DC Circuit Breaker Based on Series Connection of Thyristors and IGBT Half-Bridge Submodules
Fan Zhang · Yu Ren · Zenan Shi · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
混合直流断路器（HCB）是直流电网的关键设备，但因需大量全控型功率器件以承受高浪涌电压电流，成本高昂。本文提出一种结合晶闸管与IGBT半桥子模块的新型HCB拓扑，利用晶闸管低成本、高通流能力的优势，有效降低了系统成本，并解决了晶闸管关断困难的问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，直流侧故障保护成为核心挑战。该拓扑通过晶闸管与IGBT的混合串联，在保证快速切断故障电流的同时显著降低了功率器件成本，有助于提升阳光电源大型储能变流...
一种基于动态电荷控制的绝缘栅双极型晶体管集总电荷模型
A Novel Lumped-Charge Model for Insulated Gate Bipolar Transistor Based on Dynamic Charge Control
Xin Yang · Yifei Sun · Yifei Ding · Guoyou Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种改进的IGBT集总电荷（LC）模型。针对现有模型在开关瞬态中因准静态假设导致的精度不足问题，引入了动态电荷控制方程，实现了对开关过程中电荷分布的直接求解，显著提升了IGBT在高速开关瞬态下的仿真精度。
解读: IGBT是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该文提出的动态电荷控制模型能更精准地模拟IGBT在高速开关过程中的损耗与应力，对于优化逆变器及PCS的效率设计、提升热管理水平以及增强功率模块的可靠性评估具有重要价值。建议研发...
一种三电平中点钳位功率变换器的统一开路故障诊断方法
A Unified Open-Circuit-Fault Diagnosis Method for Three-Level Neutral-Point-Clamped Power Converters
Mingyuan Zhang · Zhenbin Zhang · Zhen Li · Haoyu Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
针对功率变换器中IGBT与二极管开路故障相互干扰的问题，本文提出了一种基于残差的统一开路故障诊断方法。该方法能够快速、准确地识别三电平中点钳位（NPC）变换器中的故障，有效提升系统的可靠性与电能质量。
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。三电平NPC拓扑广泛应用于阳光电源的大型集中式光伏逆变器及PowerTitan系列液冷储能PCS中。通过引入该统一故障诊断算法，可显著提升逆变器在复杂工况下的故障定位精度，减少因二极管与IGBT故障误判导致的停机时间。建议研发团队将其集成至iSolar...
热界面材料对功率半导体模块器件间热耦合的影响
Impact of Thermal Interface Materials on the Device Thermal Coupling in Semiconductor Power Modules
Xiang Li · Guiqin Chang · Matthew Packwood · Qiang Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文研究了不同热界面材料（TIMs）对功率半导体模块内部器件间热耦合的影响。以配备续流快速恢复二极管（FRD）的IGBT功率模块为研究对象，对比分析了导热硅脂和石墨片两种TIMs。通过理论分析与实验验证，揭示了TIMs的热特性对模块内部温度分布及器件间热交互作用的关键影响。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率模块封装与热管理技术。对于组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统而言，功率模块的热耦合直接影响器件结温分布及寿命。在产品设计中，合理选择TIMs（如导热硅脂与石墨片的权衡）能显著降低IGBT与FRD间的热串扰，从而提升功率密度并优...
用于中压直流电动航空推进的高效七电平变换器：一种Si-IGBT与SiC-MOSFET混合方案
High-Efficiency Seven-Level Converter for MVDC Electric Aircraft Propulsion: A Hybrid Si-IGBT and SiC-MOSFET Approach
Yiming Sun · Chengming Zhang · Zihao Zhu · Mingyi Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
航空电动推进系统是实现高效、低排放的关键趋势。中压直流（MVDC）配电成为有效解决方案。本文研究了七电平变换器在航空电动推进系统中的应用，提出了一种结合Si-IGBT与SiC-MOSFET的混合功率模块方案，旨在提升系统效率并降低损耗。
解读: 该研究提出的Si-IGBT与SiC-MOSFET混合多电平拓扑，在提升功率密度与效率方面具有显著优势。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务聚焦于地面光伏与储能，但该技术在高性能功率模块设计上的思路，可为公司下一代高压大功率储能变流器（如PowerTitan系列）提供技术参考。特别是在追求更高直流母线电...
基于Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT的单相T型逆变器性能基准测试
Single-Phase T-Type Inverter Performance Benchmark Using Si IGBTs, SiC MOSFETs, and GaN HEMTs
Emre Gurpinar · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文对600V等级的Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT功率开关在单相T型逆变器中的性能进行了基准测试。评估了各技术的驱动要求、开关性能、逆变器效率、散热器体积、输出滤波器体积及死区效应。研究表明，GaN器件在驱动损耗方面表现最优。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器及储能变流器（PCS）的功率密度提升。T型三电平拓扑是阳光电源组串式逆变器和储能PCS的主流技术路线。通过对比Si、SiC和GaN在600V等级下的性能，为公司下一代高功率密度产品（如户用光伏及小型工商业储能）的选型提供了关键参考。建议研发团队重点关注G...
结温波动持续时间对转移模塑功率IGBT模块寿命影响的研究
Study on Effect of Junction Temperature Swing Duration on Lifetime of Transfer Molded Power IGBT Modules
Ui-Min Choi · Frede Blaabjerg · Soren Jorgensen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文研究了结温波动持续时间对转移模塑功率IGBT模块寿命的影响，并建立了相应的寿命模型。研究基于先进功率循环测试装置在六种不同工况下的39组加速老化测试结果，旨在更真实地模拟模块在实际运行环境下的失效机理。
解读: 功率模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心组件。该研究揭示了结温波动持续时间对IGBT寿命的关键影响，对于优化阳光电源产品的热管理设计、提升功率循环下的可靠性评估精度具有重要指导意义。建议研发团队将此寿命模型集成至iSolarC...
一种具有短路故障鲁棒性的脉冲功率应用串联堆叠IGBT开关
A Series Stacked IGBT Switch With Robustness Against Short-Circuit Fault for Pulsed Power Applications
Sadegh Mohsenzade · Mostafa Zarghany · Shahriyar Kaboli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
针对高压功率变换器中IGBT阻断电压受限的问题，本文提出了一种IGBT串联堆叠方案。该方案在提升电压等级的同时，保持了器件的快速上升时间特性。研究重点在于实现串联器件间的电压均衡，并增强其在短路故障下的鲁棒性，为高压电力电子应用提供了有效解决方案。
解读: 该技术对于阳光电源的高压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。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级（如1500V甚至更高）演进，如何通过器件串联实现高压阻断并确保动态均压是核心难点。该论文提出的串联堆叠技术及短路保护策略，可提升大功率变流器在极端工况下的可靠性...
用于功率半导体器件热稳定性增强的有源珀尔帖效应散热器
Active Peltier Effect Heat Sink for Power Semiconductor Device Thermal Stability Enhancement
Lijian Ding · Ruya Song · Shuang Zhao · Jianing Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
针对功率半导体器件因周期性热应力导致的累积疲劳失效问题，本文提出了一种新型热抑制方法。通过在功率器件基板间嵌入珀尔帖效应散热器（PEHS），主动调节芯片温度波动，从而显著提升IGBT/MOSFET的运行可靠性与使用寿命。
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。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中，IGBT模块的结温波动是限制功率密度提升和寿命的关键瓶颈。引入珀尔帖主动散热技术，可有效平抑极端工况下的热应力，显著提升变流器在高温或高频切换环境下的可靠性。建议研发团队评估该方案在...
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