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牵引逆变器应用中IGBT导通电压测量的寄生效应补偿方法
Parasitic Effect Compensation Method for IGBT ON-State Voltage Measurement in Traction Inverter Application
Yingzhou Peng · Kaiqi Chu · Shujia Mu · Hu Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种新型补偿方法，旨在消除运行中变换器内寄生电感对功率半导体器件导通电压测量精度的影响。该方法通过在线、无损的方式，仅利用逆变器输出电流和功率器件导通电压数据，即可实现对寄生效应的有效补偿。
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。IGBT作为上述产品的核心功率器件，其导通电压（Vce_on）是评估器件健康状态和结温监测的关键指标。通过该补偿方法，阳光电源可以在iSolarCloud智能运维平台中实现更精准的功率模块在线状态监测与故障预警，有...
基于Buck变换器的有源功率解耦电路的主动热控制
Active Thermal Control for Buck Converter-Based Active Power Decoupling Circuit
Nachiketa Deshmukh · Abhishek Chanekar · Sandeep Anand · Soumya Ranjan Sahoo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
铝电解电容（AECs）和功率半导体器件（PSDs）是电力电子变换器可靠性设计的薄弱环节。为消除AECs，有源功率解耦（APD）电路常用于单相变换器中，但这引入了PSDs作为新的薄弱环节。本文提出了一种主动热控制策略，旨在平衡APD电路中PSDs的可靠性与变换器整体性能。
解读: 该研究针对单相逆变器（如阳光电源户用及工商业组串式逆变器）中常见的电解电容寿命瓶颈问题，提出了通过有源功率解耦技术替代电解电容的方案，并深入探讨了由此带来的功率器件热应力管理。对于阳光电源而言，该技术有助于提升户用逆变器在长寿命、高功率密度设计上的竞争力。建议研发团队关注该主动热控制算法，将其应用于...
快速开关功率晶体管的通态电压检测：评估、挑战与先进设计考量
On-State Voltage Sensing of Fast-Switching Power Transistors: Evaluation, Challenges, and Advanced Design Considerations
Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
快速且准确的通态电压检测对于功率半导体器件的特性表征至关重要。尽管文献中存在多种方法和电路，但由于缺乏统一的评估标准，结果难以横向对比。本文提出了一种综合评估方法，旨在为通态电压检测电路的性能比较提供基准，并探讨了在快速开关环境下实现高精度测量的挑战与设计考量。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器（如组串式SG系列）和储能系统（如PowerTitan）中大规模应用SiC等宽禁带半导体器件，开关频率的提升对器件的通态损耗监测提出了更高要求。本文提出的通态电压检测评估方法，有助于公司研发团队在功率模块设计阶段更精准地评估器件损耗，优化驱动电路保护逻辑（如短路保护），从而提...
基于栅极电压的功率半导体器件主动热控制
Gate Voltage-Based Active Thermal Control of Power Semiconductor Devices
Abhishek Chanekar · Nachiketa Deshmukh · Abhinav Arya · Sandeep Anand · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
主动热控制（ATC）常用于降低功率半导体器件（PSD）的结温波动并提升可靠性。通过调节栅极电压改变PSD的功率损耗是实现ATC的有效方法。本文探讨了在静态I-V特性的欧姆区内，栅极电压变化对功率损耗的影响机制及控制策略。
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）具有重要价值。通过栅极电压的主动热控制，可以在极端工况下动态优化IGBT/SiC模块的结温分布，显著延长功率模块的使用寿命，降低故障率。建议研发团队在下一代高功率密度逆变器设计中引入该控制策略，以提升产品在高温、高负载环境下...
基于功率循环测试的线性累积损伤理论实验研究
Experimental Investigation of Linear Cumulative Damage Theory With Power Cycling Test
Guang Zeng · Christian Herold · Torsten Methfessel · Marc Schafer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文通过单工况及组合工况下的功率循环测试，研究了线性累积损伤理论在功率半导体器件寿命预测中的适用性。通过监测负载电流下正向压降增加5%这一寿命终点标准，验证了该理论的有效性。
解读: 功率半导体（如IGBT、SiC模块）是阳光电源光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心组件。该研究探讨的线性累积损伤理论及功率循环测试方法，直接关系到产品在复杂工况下的寿命评估准确性。对于PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器，通过该理论优化寿命预测模型，可显著...
低温环境下电力电子元件综述
Review of Power Electronics Components at Cryogenic Temperatures
Handong Gui · Ruirui Chen · Jiahao Niu · Zheyu Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文综述了低温环境对电力电子系统各部件的影响，包括硅基及宽禁带半导体开关器件、集成电路及无源元件等。研究旨在为超导系统等低温应用场景下的电力电子系统设计提供理论支撑，探讨了极端温度对器件性能与可靠性的影响。
解读: 该研究探讨的低温电力电子技术目前主要应用于超导等前沿领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及充电桩等常规环境产品线关联度较低。然而，随着未来极端环境（如高海拔、极寒地区）光储项目需求的增加，文中关于宽禁带半导体（SiC/GaN）在极端温度下的性能演变分析，可为公司研发团...
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...
功率半导体器件开关应力波产生机理的理论研究
Theoretical Study on the Generation of Switching Stress Waves in Power Semiconductor Devices
Xuefeng Geng · Yunze He · Qiying Li · Longhai Tang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文探讨了功率半导体器件在开关过程中产生的应力波现象。传统的监测方法主要依赖电气、磁学及热学参数，而应力波检测提供了一种新型的器件状态监测手段。研究旨在通过理论分析揭示应力波的产生机理，为功率器件的实时健康状态评估与故障预警提供理论支撑。
解读: 该研究对应力波监测技术的探讨，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）具有极高的应用价值。目前阳光电源在iSolarCloud平台已实现数字化运维，引入应力波检测技术可作为现有电气参数监测的有效补充，实现对IGBT/SiC模块更早期的亚健康状态识别。建议研发...
氮化镓功率半导体器件动态导通电阻的表征与建模
Characterisation and Modeling of Gallium Nitride Power Semiconductor Devices Dynamic On-State Resistance
Ke Li · Paul Leonard Evans · Christopher Mark Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN-HEMT）存在陷阱效应，导致其导通电阻（RDS(on)）高于理论值。该电阻的增加与器件关断状态下的直流偏置电压及偏置时间密切相关。本文对不同商业化GaN-HEMT的动态导通电阻进行了表征与建模研究。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对功率密度和效率要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。动态导通电阻（Dynamic RDS(on)）是影响GaN器件在高频开关应用中可靠性与效率的核心因素。该研究提供的表征与建模方法，可指导研发团队在设计高频功率模块时，更准确地评估GaN器...
光伏逆变器效率与可靠性提升的最小直流母线电压控制
Minimum DC-Link Voltage Control for Efficiency and Reliability Improvement in PV Inverters
Joao Marcus Soares Callegari · Allan Fagner Cupertino · Victor de Nazareth Ferreira · Heverton Augusto Pereira · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文针对两级式并网光伏逆变器，提出了一种最小直流母线电压控制策略。该策略通过实时计算功率传输所需的最小直流母线电压，有效降低了电容和功率半导体器件的应力，从而在提升系统转换效率的同时，增强了逆变器的运行可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式及集中式光伏逆变器的核心技术需求。通过动态优化直流母线电压，可显著降低逆变器内部IGBT等功率器件的开关损耗，提升整机效率，同时减轻直流侧电容的电压应力，延长关键元器件寿命，符合阳光电源追求高可靠性与高功率密度的产品设计理念。建议研发团队在下一代组串式逆变器（如SG系列）...
功率循环测试方法对线性损伤累积规则在功率器件寿命估算中适用性的影响
Influence of Power Cycling Test Methodology on the Applicability of the Linear Damage Accumulation Rule for the Lifetime Estimation in Power Devices
Alessandro Vaccaro · Paolo Magnone · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
功率半导体器件在特定任务剖面和功率循环应力下的寿命，通常基于Miner线性损伤累积规则进行估算。本文探讨了功率循环测试方法如何影响该规则的适用性，并强调了准确定义寿命模型以涵盖功率循环应力关键参数的重要性。
解读: 功率器件是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的核心部件。该研究探讨的功率循环测试与寿命估算方法，直接关系到产品在复杂电网环境下的长期可靠性。通过优化Miner规则的应用，研发团队能更精准地评估IGBT/SiC模块在极端工况下的寿命，从而提升逆变器与P...
开关瞬态对GaN HEMT动态导通电阻影响的实验评估与分析
Experimental Evaluation and Analysis of Switching Transient's Effect on Dynamic on-Resistance in GaN HEMTs
Fei Yang · Chi Xu · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
氮化镓（GaN）器件的动态导通电阻会导致转换器传导损耗增加，从而降低效率。本文首次通过实验评估了硬开关瞬态对商用高压GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）动态导通电阻的影响，并设计了一种具有快速传感速度的动态导通电阻测量方法。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。该研究揭示的硬开关瞬态对动态导通电阻的影响，直接关系到逆变器在实际工况下的效率表现与热设计可靠性。建议研发团队在iSolarCloud运维数据支撑下，将此测量方法引入功率模块的选型测试流程，优...
一种考虑逆变器任务剖面的光伏逆变器功率模块加速老化测试方法
A Method for Accelerated Aging Tests of Power Modules for Photovoltaic Inverters Considering the Inverter Mission Profiles
Mouhannad Dbeiss · Yvan Avenas · Henri Zara · Laurent Dupont 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
本文提出了一种针对光伏逆变器中功率半导体器件的加速老化测试新方法。通过分析法国多个光伏电站多年的输出电流和环境温度任务剖面，构建了一种综合考虑多种约束条件的特定老化测试曲线，旨在更准确地评估光伏逆变器在实际运行环境下的寿命与可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务——光伏逆变器（组串式及集中式）。通过将实际电站的任务剖面（Mission Profiles）转化为加速老化测试标准，能够显著提升阳光电源产品在设计阶段的可靠性验证精度，缩短研发周期。该方法可直接应用于阳光电源功率模块的寿命预测模型优化，提升产品在极端环境下的长期运...
基于直流电流注入的多相驱动器开相/开关故障容错控制优化研究
Optimal Fault-Tolerant Control of Multiphase Drives Under Open-Phase/Open-Switch Faults Based on DC Current Injection
Jiawei Sun · Zedong Zheng · Chi Li · Kui Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文研究了多相驱动器在开相及开关故障下的容错控制策略。针对现有研究多集中于开相故障，本文重点探讨了仅单开关管失效而反并联二极管正常工作的开关故障场景，提出了一种基于直流电流注入的优化容错控制方法，旨在提升电力电子变换器在极端工况下的运行可靠性。
解读: 该研究提出的容错控制算法对提升阳光电源核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能变流器）的可靠性具有重要参考价值。在大型光伏电站或储能电站中，功率模块的单管失效往往会导致整机停机，影响系统可用性。通过引入直流电流注入等容错控制技术，可以在硬件冗余有限的情况下，通过软件算法实现故障后的降额运行...
模块化多电平变换器故障检测与隔离方法的鲁棒性分析及实验验证
Robustness Analysis and Experimental Validation of a Fault Detection and Isolation Method for the Modular Multilevel Converter
Shuai Shao · Alan J. Watson · Jon C. Clare · Pat W. Wheeler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）功率半导体器件开路故障的故障检测与隔离（FDI）方法。该方法仅需一个滑模观测器（SMO）方程，无需额外传感器，通过监测MMC循环电流实现故障诊断，具有结构简单、易于实现的特点。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的基于滑模观测器的无传感器故障诊断技术，能够有效提升电力电子变换器的可靠性，降低维护成本。建议研发团队关注该算法在MMC子模块故障诊断中的应用，通过软件升级增强现有大功率变流器在复杂工况...
双逆变器供电的开口绕组永磁同步电机驱动的双空间矢量控制
Dual-Space Vector Control of Open-End Winding Permanent Magnet Synchronous Motor Drive Fed by Dual Inverter
Quntao An · Jin Liu · Zhuang Peng · Li Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种针对单直流电源双逆变器供电的开口绕组永磁同步电机（OEW-PMSM）驱动系统的双空间矢量控制方案。该方案重点解决了开口绕组系统中潜在的零序电流问题，旨在降低绕组循环电流，从而减少功率半导体器件的电流应力及系统损耗。
解读: 该文献研究的开口绕组电机驱动及双逆变器拓扑，主要应用于高性能电机驱动领域。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，而非电机驱动，但其涉及的“双逆变器拓扑”与“零序电流抑制”技术，在多电平逆变器设计及高功率密度变流器研发中具有参考价值。对于阳光电源的风电变流器或未来可能涉及的工...
高热流密度功率半导体器件冷却专利技术综述
A Review of Select Patented Technologies for Cooling of High Heat Flux Power Semiconductor Devices
Shailesh N. Joshi · Feng Zhou · Yanghe Liu · Danny J. Lohan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
过去二十年，宽禁带功率电子器件的发展推动了针对高热流密度（200–1000 W/cm²）功率半导体器件的高性能液冷解决方案研究。本文通过对电子冷却技术的专利文献检索，梳理了具有应用前景的高性能热管理技术。
解读: 随着阳光电源PowerTitan液冷储能系统及高功率密度组串式逆变器的迭代，功率器件的热管理已成为提升系统功率密度和可靠性的核心瓶颈。本文探讨的高热流密度冷却技术，对优化我司SiC/IGBT功率模块的散热设计、提升液冷系统效率具有重要参考价值。建议研发团队关注文中提及的先进微通道或相变冷却专利，以进...
一种多芯片大功率模块温度分布不均的建模分析新方法及器件安全工作区
SOA）重新定义方法
Jianpeng Wang · Wenjie Chen · Jin Zhang · Meng Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
IGBT模块通常由多个并联芯片组成以满足电流需求。由于布局不对称，各芯片电热行为存在显著差异，导致单芯片过热风险增加。本文提出了一种建模分析多芯片模块温度分布不均的新方法，并据此重新定义了器件的安全工作区（SOA），以提升功率模块的可靠性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）中功率模块的可靠性设计。在大功率电力电子变换器中，IGBT模块的均流与热管理是决定产品寿命和功率密度的关键。通过该文提出的建模方法，研发团队可更精准地评估多芯片并联下的热应力，优化逆变器...
用于输入电流整形且采用共源共栅结构的串联模块反激式PFC
Flyback PFC With a Series-Pass Module in Cascode Structure for Input Current Shaping
Chung-Pui Tung · Ke-Wei Wang · Ka-Wai Ho · Jeff Po-Wa Chow 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文提出了一种利用串联模块（SPM）进行输入电流整形的反激式功率因数校正（PFC）电路。通过SPM控制输入电流波形，使其与电源电压同频同相，同时通过调节电流幅值实现输出电压稳压。SPM采用两个串联功率半导体器件组成的共源共栅结构实现。
解读: 该拓扑通过串联模块优化了反激式PFC的电流整形能力，对于阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有参考价值。反激拓扑常用于小功率辅助电源或户用储能系统的BMS供电模块，引入共源共栅（Cascode）结构有助于在高压输入环境下提升开关性能并简化驱动设计。建议研发团队关注该拓扑在提升轻载效率和降低EMI...
快速开关功率晶体管导通电压检测：评估、挑战与先进设计考虑
On-State Voltage Sensing of Fast-Switching Power Transistors: Evaluation, Challenges, and Advanced Design Considerations
Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
快速准确地感测导通状态电压是功率半导体器件特性表征的重要组成部分。虽然文献中有许多不同的方法和电路，但结果往往难以比较，这阻碍了评估过程。为了能够与其他电路进行明确的比较，本文提出了一种全面的评估方法，用于评估和比较导通状态电压测量电路。此外，还提出了两种定制的钳位电路，并使用所开发的基准测试方案对其进行了评估。这两种电路的 3 分贝频率分别达到 54.6 MHz 和 250.9 MHz，平均响应时间分别为 41.1 ns 和 23.1 ns，可用于 1200 V 功率器件的特性表征。
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于功率晶体管导通态电压快速精确感测技术具有重要的战略意义。作为光伏逆变器和储能系统的核心企业，我们的产品性能很大程度上取决于功率半导体器件的精确表征和可靠运行。 该论文提出的先进钳位电路能够实现高达250.9 MHz的3-dB频率和23.1纳秒的平均响应时间，这对于...
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