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实现碳化硅MOSFET的零开关损耗
Achieving Zero Switching Loss in Silicon Carbide MOSFET
Xuan Li · Xu Li · Pengkun Liu · Suxuan Guo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
由于单极性导电机制，碳化硅（SiC）MOSFET的开关损耗较硅基IGBT显著降低，使其适用于高频应用。然而，开关损耗仍是限制开关频率提升的热瓶颈。本文探讨了实现SiC MOSFET零开关损耗的技术路径，旨在进一步提升电力电子变换器的功率密度与效率。
解读: 该技术对于阳光电源的核心产品线具有极高的战略价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC器件的广泛应用已是提升效率与功率密度的关键。通过实现零开关损耗，可进一步提高逆变器开关频率，从而减小磁性元件体积，降低整机重量与成本。建议研发团队关注该零损耗...
桥式结构中IGBT的短路行为与电压重分布
Short-Circuit Behavior and Voltage Redistribution of IGBTs in Bridge Structures
Yixuan Yang · Yilin Wu · Xuebao Li · Zhibin Zhao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文通过半导体器件理论、实验及物理仿真，深入分析了桥式结构中因栅极信号错误导致的短路行为。研究揭示了电压重分布现象及其引发的动态雪崩失效机制，并设计了实验平台进行验证，为提升功率器件在复杂电路中的可靠性提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）至关重要。这些产品普遍采用桥式拓扑结构，IGBT作为核心功率开关，其短路耐受能力直接决定了系统的可靠性。文中揭示的电压重分布机制有助于优化驱动电路设计与保护逻辑，特别是在PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器中，能有效预防...
功率循环下IGBT芯片连接焊料层蠕变-疲劳交互失效研究
Investigation on Creep-Fatigue Interaction Failure of Die-Attach Solder Layers in IGBTs Under Power Cycling
Shihan Zhao · Xin Yang · Xinlong Wu · Guoyou Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文研究了功率循环测试（PCT）中IGBT焊料层的蠕变-疲劳交互失效机制。研究指出，在长时间加热过程中，蠕变对焊料层退化起着关键作用。通过微观结构扫描与分析，揭示了焊料层在热机械应力下的损伤演化规律，为提升功率模块的寿命预测与可靠性设计提供了理论依据。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心部件。该研究深入探讨了IGBT焊料层的蠕变-疲劳失效机制，直接关系到产品在复杂工况下的长期可靠性。建议研发团队将此失效模型引入到功率模块的寿命评估体系中，优化模块封装工艺及散热设计，特别...
压接式IGBT结壳热阻测量方法研究
Study on the Method to Measure the Junction-to-Case Thermal Resistance of Press-Pack IGBTs
Erping Deng · Zhibin Zhao · Peng Zhang · Jinyuan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
由于压接式IGBT（PP IGBT）特殊的封装结构和工作条件，准确测量其结壳热阻极具挑战。传统的 thermocouple 和瞬态双界面法主要针对键合线IGBT模块。本文提出了一种针对压接式IGBT结壳热阻的测量方法，旨在解决其在高温、高压应用环境下的热特性评估难题。
解读: 压接式IGBT（PP IGBT）因其高功率密度和高可靠性，常应用于大功率集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）。准确的结壳热阻测量对于优化功率模块的散热设计、提升系统热稳定性及延长设备寿命至关重要。建议研发团队参考该测量方法，完善大功率器件在极端工况下的热模型，从而优化逆变器...
多芯片IGBT功率模块键合线故障的定位与检测
Localization and Detection of Bond Wire Faults in Multichip IGBT Power Modules
Cuili Chen · Volker Pickert · Maher Al-Greer · Chunjiang Jia 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
多芯片IGBT功率模块在功率循环中会发生退化，键合线脱落是主要失效模式之一。本文提出了一种通过分析集电极-发射极及集电极-开尔文发射极之间的通态电压来诊断键合线脱落的技术，该方法能有效识别早期故障。
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。作为全球领先的逆变器供应商，阳光电源的功率模块长期处于高频、大电流工况下，键合线失效是影响系统寿命的关键瓶颈。该诊断方法可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对组串式逆变器及PowerTitan储能系统核...
一种具有可靠开断过程的新型基于有源晶闸管的直流断路器
A New Active Thyristor-Based DCCB With Reliable Opening Process
Ji Shu · Junpeng Ma · Shunliang Wang · Yuqing Dong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对晶闸管直流断路器（T-CB）因半控特性导致关断不可控的问题，本文提出了一种新型有源晶闸管直流断路器。该拓扑通过引入有源控制策略，解决了传统T-CB开断过程不可控及可靠性不足的缺陷，在保持低成本和低导通损耗优势的同时，实现了直流故障电流的可靠切断。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型光伏电站的直流侧保护具有重要参考价值。目前直流侧故障保护多依赖昂贵的IGBT方案，该研究提出的低成本、低损耗晶闸管方案，若能进一步提升其控制灵活性，有望优化阳光电源大功率储能变流器（PCS）及直流汇流箱的保护电路设计，...
多芯片IGBT模块紧凑热模型的分区解耦算法
A Partition Decoupling Algorithm for Compact Thermal Model in Multichip IGBT Modules
Weisheng Guo · Mingyao Ma · Hai Wang · Hanyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种用于多芯片IGBT模块紧凑热模型的分区解耦算法，旨在降低计算负担。该方法将复杂的耦合热模型拆分为具有共享接口的独立子模型，利用上一时间步的耦合功率损耗数据进行计算，有效提升了热仿真的效率。
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储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着功率密度不断提升，IGBT模块的热管理成为系统可靠性设计的瓶颈。该分区解耦算法能显著提升多芯片模块在复杂工况下的热仿真速度，有助于研发团队在产品设计阶段快速评估...
一种易于实现的灵活换流设计，可降低高速大功率IGBT的开关损耗、$di/dt$和$dv/dt$
An Easy-to-Implement Flexible Commutation Design With Reduced Switching Losses, $di/dt$ and $dv/dt$ for High-Speed and High-Power IGBTs
Yikang Xiao · Shiqi Ji · Mingyu Yang · Zhengming Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
针对高频大功率变换器中高速IGBT的开关损耗与电磁干扰（EMI）挑战，本文提出了一种易于实现的灵活换流设计。该方法在不增加复杂辅助电路的前提下，有效降低了开关损耗，并抑制了$di/dt$和$dv/dt$，为提升功率密度和系统效率提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，IGBT是核心功率器件。随着系统向高功率密度和高频化发展，开关损耗与EMI干扰（dv/dt）成为制约效率提升的关键瓶颈。该灵活换流设计无需复杂辅助电路，易于工程化落地，可直接优化逆变...
键合线退化对分立式IGBT功率循环过程中释放的开关应力波影响的研究
Investigation of the Effect of Bonding Wires Degradation on Switching Stress Waves Released During Power Cycling in Discrete IGBT
Xuefeng Geng · Yunze He · Longhai Tang · Shan Chang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
有效的状态监测技术对确保绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的安全运行至关重要。现有方法多集中于电、热、磁参数的提取。近期研究表明，IGBT在开关瞬间可释放可被声发射（AE）传感器检测到的开关应力波（SSW）。然而，利用SSW监测IGBT健康状态仍具挑战性。本文构建了功率循环与SSW测试平台，研究分立式IGBT在功率循环中键合线退化对SSW的影响。结果表明，随着键合线退化，SSW的时域能量指标和频域重心频率均发生显著变化，揭示了基于AE的IGBT内部键合线状态监测的可行性。
解读: 该IGBT键合线退化声发射监测技术对阳光电源核心产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，IGBT功率模块是关键失效部件，传统电热参数监测难以实现早期故障预警。该研究提出的开关应力波（SSW）监测方法可集成至阳光电源iSolarCloud智能运维平台，通过AE传...
基于 horizon-自适应周期校正的电机驱动电压源逆变器开路故障诊断方法
An Open-Circuit Fault Diagnosis Method Based on Horizon-Adaptive Period Correction for Voltage Source Inverter in Motor Drive
Naizhe Diao · Xiaoqing Zhang · Yingwei Zhang · Xiaoqiang Guo 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
本文针对电压源逆变器（VSI）提出了一种基于水平自适应周期校正（HaPC）的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开路（OC）故障诊断方法，该方法能够在频率变化条件下实现任意 IGBT 开路故障的诊断与定位。首先，提出了水平自适应周期提取（HaPE）方法，用于在频率变化时准确获取电流信号的周期。HaPE 将信号从时域转换到相位域，以间接获取电流信号的周期，同时使每个周期内的采样点数相同。其次，提出了基于虚拟时域周期校正（VTDPC）的多维特征提取方法，该方法能够实现不同周期特征的一致性，从而大幅减少训练...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于水平自适应周期校正的IGBT开路故障诊断技术具有重要的工程应用价值。作为核心功率器件，IGBT的可靠性直接影响光伏逆变器和储能变流器的系统稳定性，而开路故障是最常见的失效模式之一。 该技术的核心创新在于解决了变频工况下的故障诊断难题。传统方法在电网频率波动或MPP...
一种基于电压的模块化多电平变换器模型预测控制开路故障检测与隔离方法
A Voltage-Based Open-Circuit Fault Detection and Isolation Approach for Modular Multilevel Converters With Model-Predictive Control
Dehong Zhou · Shunfeng Yang · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
针对模块化多电平变换器（MMC）中子模块（SM）绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开路故障，本文提出了一种基于模型预测控制（MPC）的快速故障检测与隔离（FDI）方法。该方法能够有效识别单管开路故障，提升变换器的运行可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的基于MPC的故障诊断技术，能够显著提升系统在复杂工况下的可靠性，减少非计划停机。建议研发团队关注该算法在实时计算资源占用方面的表现，并将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过...
一种用于车载牵引应用的低压IGBT电力电子牵引变压器配置
A Power Electronic Traction Transformer Configuration With Low-Voltage IGBTs for Onboard Traction Application
Jiepin Zhang · Jianqiang Liu · Shigeng Zhong · Jingxi Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文探讨了用于车载牵引的电力电子变压器（PETT），旨在替代传统工频牵引变压器，以提升效率、节省空间并减轻重量。针对传统PETT配置中模块串联的局限性，文章提出了一种基于低压IGBT的新型拓扑结构，以优化车载电力电子设备的性能。
解读: 该文献研究的电力电子变压器（PETT）技术主要面向轨道交通领域，虽然与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS产品线在应用场景上存在差异，但其核心涉及的高频隔离、多电平拓扑及低压IGBT串联技术，对阳光电源在高压大功率储能变流器（如PowerTitan系列）及未来中压并网产品的拓扑优化具有参考价值。建议...
一种基于相似性的双脉冲整流器鲁棒开路故障诊断方法
A Similarity-Based Robust Open-Circuit Fault Diagnosis Method for Dual Pulse Rectifiers
Qingli Deng · Shuai Zhao · Chunxu Lin · Bin Gou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种基于电流相似性的鲁棒诊断方案，用于检测双脉冲整流器中IGBT的开路故障。该方法利用两个整流器交流侧电流之间的相似性指标，该指标基于系统结构特性，不依赖于系统参数，对电压波动具有天然的鲁棒性。
解读: 该研究提出的基于电流相似性的故障诊断方法，对于提升阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）的可靠性具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统或高功率密度光伏逆变器中，IGBT的开路故障诊断是保障系统安全运行的关键。该方法不依赖系统参数且对电压波动鲁棒，非常适合应用于iSolarClou...
基于状态反馈电路的有源电压均衡控制的高压IGBT串联技术
Series-Connected HV-IGBTs Using Active Voltage Balancing Control With Status Feedback Circuit
Shiqi Ji · Ting Lu · Zhengming Zhao · Hualong Yu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
瞬态电压不平衡是限制高压大功率变换器中IGBT串联应用的主要问题。门极驱动延迟会导致IGBT开关不同步，进而引起严重的电压不平衡。本文提出了一种基于状态反馈电路的有源电压均衡控制技术，以解决门极异步驱动问题，实现高压IGBT的可靠串联。
解读: 该技术对于阳光电源的高压大功率产品线（如集中式光伏逆变器、PowerTitan大型储能PCS及风电变流器）具有重要意义。随着系统电压等级向1500V甚至更高迈进，IGBT串联技术能有效提升功率密度并降低成本。通过引入状态反馈的动态均衡控制，可显著提升大功率模块在瞬态过程中的可靠性，减少因电压应力不均...
基于临时钳位技术的IGBT串联电压均衡物理研究
Physical Investigation Into Effective Voltage Balancing by Temporary Clamp Technique for the Series Connection of IGBTs
Xin Yang · Jin Zhang · Weiwei He · Zhiqiang Long 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
IGBT串联技术是实现高压应用且保持快速开关性能的关键。然而，电压不平衡是限制该结构应用的主要障碍，其成因包括信号延迟差异、寄生参数及拖尾电流等。本文研究了一种临时钳位方案，旨在解决串联IGBT的动态电压均衡问题。
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PCS（如PowerTitan系列）具有重要意义。在更高直流母线电压等级的研发趋势下，通过IGBT串联技术可以有效提升功率密度并降低系统成本。该研究提出的临时钳位方案能显著改善动态电压应力分布，提升功率模块的可靠性。建议研发团队关注该技术在多电平拓扑...
用于高功率IGBT开关性能提升与过压保护的先进有源门极驱动
Advanced Active Gate Drive for Switching Performance Improvement and Overvoltage Protection of High-Power IGBTs
Fan Zhang · Xu Yang · Yu Ren · Lei Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种新型有源门极驱动（AGD）技术，旨在提升高功率IGBT的开关性能并实现过压保护。相较于传统的固定电压源和固定门极电阻驱动方式，该AGD引入了互补电流源，可为门极提供额外的驱动电流，从而有效优化开关过程中的电压电流波形，降低损耗并抑制过电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大型储能PCS中，高功率IGBT模块的开关损耗与过电压抑制是提升效率与可靠性的关键。通过引入有源门极驱动技术，可以更精细地控制IGBT的开关轨迹，在保证器件安全工作区（SOA）的前提下，进一步提升系统功率密度...
用于高压直流输电应用中串联IGBT自供电高压开关的平衡算法
Balancing Algorithm for a Self-Powered High-Voltage Switch Using Series-Connected IGBTs for HVDC Applications
Javier Chivite-Zabalza · David R. Trainer · Jonathan C. Nicholls · Colin C. Davidson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种用于“定向开关”的平衡算法，该开关由串联IGBT组成，具有受控、反向导通及自供电特性。作为新型高压直流（HVDC）变换器拓扑的核心组件，该技术有望显著提升系统效率、降低成本并减小体积。
解读: 该研究涉及的高压直流（HVDC）变换器拓扑及串联IGBT平衡技术，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有参考价值。虽然目前阳光电源产品多基于成熟的组串式或集中式拓扑，但随着电网对更高电压等级和更高功率密度要求的提升，该自供电开关技术在未来大功率电力电子变换器及构网型...
一种用于T型三电平逆变器在多桥臂IGBT开路故障下实现容错的冗余单元
A Redundant Unit to Form T-Type Three-Level Inverters Tolerant of IGBT Open-Circuit Faults in Multiple Legs
Borong Wang · Zhan Li · Zhihong Bai · Philip T. Krein 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
T型三电平（T2ML）逆变器具有低总谐波失真和高效率的优势，但其功率器件数量多，可靠性挑战大。现有文献尚未解决多桥臂同时发生开关管故障的容错问题。本文提出了一种冗余单元设计，使T2ML逆变器能够容忍多个桥臂的IGBT开路故障，提升系统可靠性。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器中的T型三电平拓扑。随着光伏电站向高功率密度和长寿命周期发展，逆变器在极端工况下的可靠性至关重要。该容错技术通过冗余设计解决多桥臂故障问题，可显著降低逆变器在复杂电网环境下的停机风险，减少运维成本。建议研发团队评估该冗余单元的成本效益，将其...
高压压接式IGBT在直流断路应用下的物理瞬态电热模型
A Physics-Based Transient Electrothermal Model of High-Voltage Press-Pack IGBTs Under HVdc Interruption
Yifei Luo · Fei Xiao · Binli Liu · Yongle Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
针对高压直流（HVdc）应用中压接式IGBT建模需求，本文提出了一种基于开关瞬态机制的物理电热瞬态模型。该模型充分考虑了高压IGBT（HVIGBT）较宽的基区宽度，通过物理建模方法实现了对器件在直流中断过程中的电热特性精确仿真。
解读: 该研究对于阳光电源在高压直流输电及大型储能系统（如PowerTitan系列）中的功率器件选型与可靠性设计具有重要参考价值。压接式IGBT是高压大功率变流器的核心，该电热耦合模型能有效提升对器件在极端工况（如直流故障中断）下热应力的预测精度，有助于优化变流器热管理系统设计，提升系统在复杂电网环境下的运...
基于不同栅极驱动拓扑和工况的碳化硅MOSFET实时结温传感研究
Real-Time Junction Temperature Sensing for Silicon Carbide MOSFET With Different Gate Drive Topologies and Different Operating Conditions
He Niu · Robert D. Lorenz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文研究了基于栅极驱动开关瞬态特性的碳化硅（SiC）MOSFET实时结温（Tj）传感方法。针对不同栅极驱动拓扑及工况，分析了开关瞬态属性对结温的敏感性，旨在解决SiC器件在复杂应用环境下的实时热监测难题，为功率模块的可靠性评估提供技术支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有重要价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC器件的应用日益广泛。实时结温传感技术能够精确监测器件热状态，直接提升逆变器及PCS模块的可靠性设计水平，有助于实现更精准的过温保护及寿命预测。建议研发团队将此技术集成至...
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